[发明专利]一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法及装置

说明书

本发明公开了一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法及装置，获取分布式MIMO系统AP子阵的初始参数；以分布式MIMO系统的遍历和速率最大为目标，基于初始参数构建第一优化问题；基于第一优化问题构建干扰项和辅助变量并结合AP子阵的阵元位移向量简化第一优化问题，得到第三优化问题；基于CVX工具箱使用迭代搜索法求解第三优化问题，得到AP子阵中非均匀线阵的排布方式；本发明通过AP子阵的初始参数构建第一优化问题，并基于干扰项和阵元位移向量简化得到第三优化问题，大大缩减了求解计算量，最后基于CVX工具箱使用迭代搜索法求解所述第三优化问题，得到AP子阵中非均匀线阵的排布方式，可以提升分布式MIMO系统的通信效率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法及装置。

背景技术

毫米波(mmWave)是指频率在30～300Ghz范围内，波长在1～10毫米范围内的电磁波。毫米波通信具有实现每秒千兆比特(Gbps)数据速率的潜力，因为其频带比当前系统高几倍。此外，毫米波信号的极短波长允许在小终端上封装大量天线元件。因此，使用分布式大规模MIMO技术而非传统MIMO有助于辐射波束更窄并在空间上朝向用户，从而实现更高的频谱效率(SE)和能量效率(EE)。

大规模多输入多输出(MIMO)的技术以补偿毫米波频带的较大路径损耗。分布式MIMO其实是MIMO技术演进的一种，将MIMO和分布式天线系统结合能够形成分布式MIMO多天线系统。分布式的远程天线单元处配置多根天线，成倍的提高了通信的容量。将传统的点对点MIMO技术与分布式天线的基本原理相结合，引入了分布式MIMO(D-MIMO)系统，该系统兼具空间复用和宏分集的优点。在分布式MIMO系统中，由于天线分布在不同的位置，可以缩短分布式天线单元和用户之间的距离，降低发射功率，从而可以获得更低的传播损耗和更高的空间复用。

但是，分布式MIMO系统中，分布式天线单元的天线阵列拓扑结构会影响通信效率，如何设计分布式天线单元的天线阵列拓扑结构成为了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法及装置，通过构建优化问题来优化AP子阵的阵列拓扑，可以提升分布式MIMO系统的通信效率。

本发明采用以下技术方案：一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法，包括以下步骤：

获取分布式MIMO系统AP子阵的初始参数；

以分布式MIMO系统的遍历和速率最大为目标，基于初始参数构建第一优化问题；

基于第一优化问题构建干扰项和辅助变量并结合AP子阵的阵元位移向量简化第一优化问题，得到第三优化问题；

基于CVX工具箱使用迭代搜索法求解第三优化问题，得到AP子阵中非均匀线阵的排布方式。

进一步地，基于第一优化问题构建干扰项和辅助变量并结合AP子阵的阵元位移向量简化第一优化问题包括：

建立干扰项并基于干扰项对第一优化问题进行等价转换，得到第二优化问题；

基于AP子阵的阵元位移向量和辅助变量简化第二优化问题，得到第三优化问题。

进一步地，第一优化问题为：