[發明專利]雙向不可信中繼網絡中聯合波束成形和最優功率分配方法

有效

• 申請號: 201710957051.7
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107733490B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 姚如貴;姚魯坤;陸亞南;徐菲;徐娟
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H04B7/0426
• 分類號: H04B7/0426;H04B7/0456;H04W52/46;H04L25/03;H04B7/155
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種雙向不可信中繼網絡中聯合波束成形和最優功率分配方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一，在包含用戶用戶和不可信中繼節點的雙向AF網絡中，用戶和分別配置有N_t根天線，有N_r根天線；設置用戶用戶的功率分配系數的初始值α＝α^*＝0.5，β＝β^*＝0.5；所述的功率分配系數是指對于兩個連續時隙，P_A和P_B分別是和在兩個連續時隙總發送功率，用戶發送有用信號和協作干擾信號的功率分別為αP_A和(1-α)P_A，對于用戶則分別為βP_B和(1-β)P_B；

步驟二，通過調整用戶用戶的干擾信號預編碼矩陣Q_A和Q_B使其分別與H和G正交，H和分別是從到和從到的多天線信道矩陣，Q_A＝λ_AH^H，Q_B＝λ_BG^H，其中使得Q_A和Q_B滿足功率約束條件；

步驟三，優化的有用信號預編碼矩陣F_A，首先構造矩陣對這兩個矩陣進行GSVD聯合分解得到Φ_B＝U_B∑_BK^H，其中，為處接收加性噪聲的方差，為處接收加性噪聲的方差，和是酉矩陣，是Φ_B和的公共非奇異矩陣，和是對角矩陣，和分別是Φ_B和的奇異值；

當且時，1＜m_a≤N_t且用(K^H)^-1最后L_A＝N_t-m_a+1個列向量構造出的有用信號預編碼矩陣為其中，是(K^H)^-1的第j列，j∈{1，...，N_t}；

當時，構造的有用信號預編碼矩陣為F_A＝(K^H)^-1；

當時，信道容量為負數，實際傳輸無意義；

步驟四，優化的有用信號預編碼矩陣F_B，首先構造矩陣對這兩個矩陣進行GSVD聯合分解得到Φ_A＝U_A∑_AW^H，其中，為處接收加性噪聲的方差，和是酉矩陣，是Φ_A和的公共矩陣，和是對角矩陣，和分別是Φ_A和的奇異值；

當且時，1＜m_b≤N_t且用(W^H)^-1最后的L_B＝N_t-m_b+1個列向量構造出的有用信號預編碼矩陣為其中，是(W^H)^-1的第j列，j∈{1，...，N_t}；

當時，構造的有用信號預編碼矩陣為F_B＝(W^H)^-1；

當時，信道容量為負數，實際傳輸無意義；

步驟五，優化用戶和的功率分配系數α和β，提升系統總安全速率其中，具體實現方法如下：

把α＝α^*代入根據0≤β≤1約束求解根，令β^*等于有效根來更新β；把β＝β^*帶入根據0≤α≤1約束求解根，令α^*等于有效根來更新α；循環迭代5次結束；

步驟六，將上一個步驟得到的α和β值代回步驟三，進行下一輪的的有用信號預編碼矩陣和功率分配優化，循環10次后結束，得到最優的有用信號預編碼矩陣F_A和F_B以及功率分配系數α和β，此時系統總安全速率達到最大。