[发明专利]多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法

权利要求书

1.一种多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设置多小区MIMO干扰信道的运行模式；

步骤2：定义单个用户或接收机的信干噪比，计算第k个用户或接收机的信干噪比，k为多小区内任一用户或接收机的序号；

步骤3：分析信道统计误差对信干噪比的影响，基于最大化信干噪比准则推导出相互独立的接收波束成形向量；

步骤4：信道存在统计误差情况下，引入松弛变量，把非凸的信干噪比优化问题转化成二阶锥规划问题，利用凸优化算法求解发射机的波束成形向量问题；

步骤5：通过交替优化方法得到鲁棒的波束成形向量，所述交替优化方法是指：首先固定发送波束成形向量，获得相互独立的接收波束成形向量；然后固定接收波束成形向量，求解SOCP问题得到新的发送波束成形向量。

2.根据权利要求1所述的多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法，其特征在于，所述步骤1包括：在多小区MIMO干扰信道中，每个小区有一个发射机并服务一个接收机，每个发射机的天线数M，K个发射机采用全频率复用进行协作，每个接收机有N个接收天线，第k个发射机的功率约束P_k，第k个发射机发送单流数据给第k个接收机，第k个接收机接收到的加性高斯白噪声向量服从零均值、协方差为的复高斯分布，定义信噪比为其中：k＝1，...，K。

3.根据权利要求1所述的MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法，其特征在于，所述步骤2包括：

第k个接收机的信干噪比定义为

式中，H_ki为第i个发射机到第k个接收机的实际信道状态信息，其中：k，i＝1，...，K，k＝1，...，K，f_k为第k个发射机的发送波束成形向量，f_i表示第i个发射机的发送波束成形向量，u_k为第k个接收机的接收波束成形向量，表示u_k的共轭转置，表示第k 个接收机接收到的加性高斯白噪声的协方差，其中：k＝1，...，K。

4.根据权利要求1所述的多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法，其特征在于，所述步骤3包括：

令||u_k||²＝1，定义信道存在统计误差时第k个接收机的信干噪比为：

式中，表示信道存在有界误差时第k个用户的信干噪比，表示第i个发送机到第k个接收机的信道估计矩阵，Δ_ki表示表示第i个发送机到第k个接收机的信道统计误差矩阵，服从零均值、协方差为(η/1+η)I的复高斯分布，其中α≥0、β＞0分别为信噪比的指数、信噪比的比例因子，表示向量或矩阵的集合；

根据信道统计误差与信道估计值无关的特点对信干噪比进行简化，简化后的SINR效用函数表示为

式中，

各接收机根据最大化信干噪比准则，分别求得最优的接收波束成形向量为

式中，

5.根据权利要求1所述的多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法，其特征在于，所述步骤4包括：

定义非凸的信干噪比优化问题是指，

subject to||f_k||²≤P_k

转化后的二阶锥规划问题是指：

a

subject to

式中：a、t_k、b_ki为引入的松弛变量，Λ_ki与V_ki分别为对进行特征值分解获得的特征值矩阵及其对应的特征向量，即

6.根据权利要求1所述的多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法，其特征在于，所述步骤5中的相互独立的接收波束成形向量和SOCP问题分别是指：

a

和subject to

其中：a、_tk、b_ki为引入的松弛变量。