本发明专利技术公开了一种基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束形成方法，包括以下步骤：1)开拓新的多天线中继，根据所述新的多天线中继构建新的波束成形方案，然后根据构建的新的波束成型方案得最大速率求解的数学模型，所述最大速率的数学模型为非凸的；2)通过引入泰勒级数将步骤1)得到的最大速率求解的数学模型转化为凸问题，再设置初始值，并在初始值的基础上通过迭代的方法得最大化传输速率，然后根据所述最大化传输速率形成基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。本发明专利技术可以通过获取最大化传输速率来形成基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线中继网络领域，涉及一种基于SWIPT下支持多用户对高速通信的 波束形成方法。
技术介绍
中继协作通信技术在提高边缘小区的频谱效率的同时，还可以增大小区的覆盖范 围和实现盲区覆盖，已成为目前研究热点之一。相关研究主要集中在单向的中继系统。然 而，单向中继系统会导致频谱效率的降低。针对这一问题，研究的焦点开始转向双向中继。 随之而来，在双向中继系统中，在追求传输速率的最大化的冋时，往往受到中继系统中功率 的限制。 以往是以单向的中继系统作为研究目标，或者双向中继系统中，当前的研究仅限 于一对信号源到目的节点发送的最大速率求解问题的解决，结果表明在没有能量收集且信 噪比较大的情况下，是可以逼近最优值的，但中继系统中多天线并没有被充分利用，从而不 能准确的形成多用户对高速通信的波束。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于SWIPT下支持多用 户对高速通信的波束形成方法，该方法可以通过获取最大化传输速率来形成基于SWIPT下 支持多用户对高速通信的波束。为达到上述目的，本专利技术所述的基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束形成 方法包括以下步骤： 1)开拓新的多天线中继，根据所述新的多天线中继构建新的波束成形方案，然后 根据构建的新的波束成型方案得最大速率求解的数学模型，所述最大速率的数学模型为非 凸问题； 2)通过引入泰勒级数将步骤1)得到的最大速率求解的数学模型转化为凸问题， 再设置初始值，并在初始值的基础上通过迭代的方法得最大化传输速率，然后根据所述最 大化传输速率形成基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。 步骤1)中的最大速率求解的数学模型为：【主权项】1. 一种基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束形成方法，其特征在于，包括以下 步骤： 1) 开拓新的多天线中继，根据所述新的多天线中继构建新的波束成形方案，然后根据 构建的新的波束成型方案得最大速率求解的数学模型，所述最大速率的数学模型为非凸问 题； 2) 通过引入泰勒级数将步骤1)得到的最大速率求解的数学模型转化为凸问题，再设 置初始值，并在初始值的基础上通过迭代的方法得最大化传输速率，然后根据所述最大化 传输速率形成基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。2. 根据权利要求1所述的基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束形成方法，其特 征在于，步骤1)中的最大速率求解的数学模型为：其中，Pth最小的收获功率，P 大传输功率，W为中继处线性波束形成系数，R Σ为总传 输速率，，Yk为目的节点处的信干比，E =PS，K为中继网络中单 天线源节点的数量，xK为第k个源节点发出的信号，E为中继节点接收到节点处的能量， Sk为第k个源节点，Phi为节点处收获的能量，H,:= [hrt，. . .，hA，. . .，hj，hA为从第 k个源节点Sk到中继节点的衰落系数，σ,2为第k对用户中发送端到中继的噪声功率。3. 根据权利要求2所述的基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束形成方法，其特 征在于，步骤2)的具体过程为： 式⑴转化为：9为第k对用户中中继到接收端的噪 声功率，为从S k到中继的衰落系数，h k为从中继到D k信道的衰落系数，h rl为Hr中第1 个列向量，I为单位矩阵； 引入X= \\\\，则式⑵转换为其中，X= WWt，W = vec (W) Gtt ，Tr 为矩阵求迹运算； 然后去掉式（3)中的限制条件rank(X) = 1，并引入泰勒展开级数，得其中，，^〇>是迭代的初值，β k为迭代的变量，戌〃为第a-ι)次 迭代的优化解，i = (1，2,...），求解式（4)，得最大传输速率，然后根据最大传输速率形成 基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。【专利摘要】本专利技术公开了一种基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束形成方法，包括以下步骤：1)开拓新的多天线中继，根据所述新的多天线中继构建新的波束成形方案，然后根据构建的新的波束成型方案得最大速率求解的数学模型，所述最大速率的数学模型为非凸的；2)通过引入泰勒级数将步骤1)得到的最大速率求解的数学模型转化为凸问题，再设置初始值，并在初始值的基础上通过迭代的方法得最大化传输速率，然后根据所述最大化传输速率形成基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。本专利技术可以通过获取最大化传输速率来形成基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。【IPC分类】H04B7-06, H04B7-15【公开号】CN104539334【申请号】CN201410804039【专利技术人】李国兵, 严飞, 吕刚明, 张国梅 【申请人】西安交通大学【公开日】2015年4月22日【申请日】2014年12月19日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束形成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开拓新的多天线中继，根据所述新的多天线中继构建新的波束成形方案，然后根据构建的新的波束成型方案得最大速率求解的数学模型，所述最大速率的数学模型为非凸问题；2)通过引入泰勒级数将步骤1)得到的最大速率求解的数学模型转化为凸问题，再设置初始值，并在初始值的基础上通过迭代的方法得最大化传输速率，然后根据所述最大化传输速率形成基于SWIPT下支持多用户对高速通信的波束。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国兵，严飞，吕刚明，张国梅，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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