[发明专利]一种适用于时间异步环境下的分布式波束赋形方法

摘要

本发明提出了一种适用于时间异步环境下的分布式波束赋形方法。主要解决用户接收信号时间异步所带来的同频干扰和码间串扰对系统性能的影响问题。本方法采用分段线性函数近似、凸优化理论、用户接纳控制和权重因子迭代机制实现近似最优的分布式发送波束赋形。本发明适用于分布式天线系统中，能够在接收信号时间异步条件下实现可靠的联合多用户发送波束赋形设计，同时有效的保证用户的QoS需求，降低系统的回程链路负荷。

主权项

一种适用于时间异步环境下的分布式波束赋形方法，包括如下步骤：(1)在当前分布式天线系统中构建每个用户的时间异步接收信号，对所有时间异步接收信号均采用分段线性方法得到每个用户的近似时间异步接收信号后，根据得到的近似时间异步接收信号计算每个用户近似时间异步接收信号的SINR下界；构造当前分布式天线系统回程链路负荷最小化的目标函数，并对目标函数进行凸松弛得到凸目标函数；(2)根据每个用户近似时间异步接收信号的SINR下界得到每个用户的QoS约束，对每个用户的QoS约束分别引入辅助变量，对凸目标函数引入与辅助变量相对应的罚项；(3)以引入辅助变量后的每个用户的QoS约束和天线发射功率为约束条件，采用凸优化理论求解引入罚项后的凸目标函数得到引入罚项后的波束向量矩阵；(4)根据引入罚项后的的波束向量矩阵计算每个用户近似时间异步接收信号的SINR下界值，并根据SINR下界值计算每个用户的满意度值；(5)根据每个用户的满意度值判断当前分布式天线系统中用户是否全部可行，若当前分布式天线系统中用户全部可行，执行步骤(6)；否则，移除系统中满意度值最小的用户，更新分布式天线系统，转入步骤(1)；(6)对凸目标函数引入权重因子，得到加权功率最小化的目标函数；(7)以每个用户的QoS约束和天线发射功率为约束条件，采用凸优化理论求解加权功率最小化的目标函数值和功率加权后的波束向量矩阵，根据加权功率最小化的目标函数值计算得到加权功率最小化目标函数的相对值；根据功率加权后的波束向量矩阵计算分布式天线单元对每个用户的波束赋形向量；(8)比较加权功率最小化目标函数的相对值与收敛门限的大小，若加权功率最小化目标函数的相对值大于收敛门限，根据分布式天线单元对每个用户的波束赋形向量更新权重因子，转入步骤(6)；否则，将该分布式天线单元对每个用户的的波束赋形向量作为最终的分布式天线单元的波束赋形向量。