[发明专利]一种适用于无线通信公共信道的数模混合波束成形方法

摘要

本发明针对大规模MIMO无线通信系统中的具有任意扇区大小的公共信道，提出了一种高功率效率的数字/模拟混合波束成形方法，在保证扇区内所有用户服务质量(QoS)的同时最小化传输功率并提高功放效率。首先通过帕塞瓦尔等式推导出最优的理想波束方向图。然后，以此为目标，使用凸优化技术并利用波束方向图和有限脉冲响应(FIR)滤波器响应之间的联系，挖掘波束方向图参数之间的内在折中关系，进而获得接近理想波束方向图的全数字高功效波束成形矢量。最后，利用等波束方向图原理搜索获得具有相同波束方向图但峰均比(PAPR)最低的波束成形矢量，并基于三角构造定理提出数字/模拟混合预编码构架下的低复杂度实现方法。

主权项

一种适用于无线通信公共信道的数模混合波束成形方法，在保证所设置的任意大小扇区内所有用户服务质量的同时最小化传输功率并提高功放效率，其特征在于，包括如下步骤：(1)将原始优化问题转换为一个全数字波速成形设计问题，使用波束方向图作为优化变量，并利用帕塞瓦尔等式推导出最优的波束方向图；(2)基于滤波器设计原理和凸优化技术，将非凸问题转换成多凸问题，并迭代求解得出目标数字波束成形矢量，逼近理想的波束方向图；(3)用等波束方向图原理提升PAPR效果，从与步骤(2)得到的目标数字波束成形矢量具有相同波束方向图的波束成形矢量的子集中搜索出PAPR最低的数字波束成形矢量，获得PAPR最低的全数字波束方向图；(4)用三角构造原理得到模拟波束成形矩阵和基带波束成形矢量。