[发明专利]一种多输入多输出多播波束赋形方法

摘要

本发明公开了一种单用户组MIMO多播波束赋形方法，特征是采用步长可调整的迭代搜索，在每一步迭代过程中利用SVD分解组内最差信噪比用户所对应信道矩阵并获取其最大右奇异向量，逐步将波束赋形向量向该向量方向逼近。相比于现有的SDR随机化方法，该方法获取的波束赋形向量可以有效提升信道容量，同时具有更低的运算复杂度。而且，随着基站端发送天线配置数目增大、组内用户数目提升，本发明方法可表现出更为显著的性能优势，适合在802.11n、TD-HSPA+及TD-LTE等新一代MIMO宽带无线和移动通信系统中实施。

主权项

1.一种多输入多输出多播波束赋形方法，设中心基站端配置M根发送天线，其覆盖小区内仅包含单一用户组，组内用户数为K，且用户k配置有N_k根接收天线，对应的信道矩阵基站端信源信号x，发送功率P；其特征在于依次包含以下步骤：步骤一、初始设置迭代次数n及其最高迭代次数n_max，使得n∈[0，n_max]，其初始值设为0；初始设置迭代步长λ的上限值λ_max和下限值λ_min，使得λ∈[λ_min，λ_max]，其初始值设为λ_min；初始设置波束赋形向量w₀，随机产生并使其满足约束式||w₀||＝1；步骤二、在第n次迭代过程中，首先针对组内K个用户，令用户编号k＝1，L，K，依次计算各用户信噪比选择其中最小值，记其对应编号为第n次迭代用户序号k_n；步骤三、与第n一1次迭代用户序号k_n-1相比，判断第n次迭代用户序号k_n是否发生改变：若发生改变，则令迭代步长λ＝λ_min；否则，依规则min(2*λ，λ_max)调整迭代步长λ；步骤四、选取第n次迭代用户序号k_n的用户信道矩阵进行奇异值分解，找出其最大奇异值所对应的最大右奇异向量作为第n次迭代参考向量，并利用夹角计算公式计算出第n次迭代参考向量与第n次迭代波束赋形向量w_n之间的夹角步骤五、利用第n次迭代波束赋形向量w_n更新关系式获得第n+1次迭代波束赋形向量w_n+1，利用归一化关系式w_n+1＝w_n+1/||w_n+1||归一化第n+1次迭代波束赋形向量w_n+1；步骤六、判断迭代次数n是否已达最高迭代次数n_max：若n＞n_max不成立，则将第n+1次迭代波束赋形向量w_n+1作为新波束赋形向量，将迭代次数n更新为n+1并重复上述步骤2-6；若n＞n_max成立，则停止迭代过程；步骤七、将第n_max次波束赋形向量赋予最佳波束赋形向量w_opt，然后依关系式实现MIMO多播波束赋形。