一种多播波束赋形快速计算方法技术

本发明专利技术公开了一种多播波束赋形快速计算方法，涉及无线通信信号处理技术领域，包括如下步骤：步骤1、采用固定子集合基数的k

【技术实现步骤摘要】
一种多播波束赋形快速计算方法


[0001]本专利技术涉及无线通信信号处理
，尤其涉及一种多播波束赋形快速计算方法。

技术介绍

[0002]物理层多播波束赋形支持发送端面向一组特定用户发送相同信息，因而具有较高通信效率，受到广泛研究与应用。其关键在于合理设计多播波束赋形因子，对天线阵元进行馈电幅度和相位调整，使之适应用户信道状态，形成规定指向上的波束。多播波束赋形因子的求解由于其非凸性，被证明是NP
‑
难问题。针对单组多播场景下的波束赋形(single group multicast beamforming，SMBF)优化，目前常见的解决方法是基于半正定松弛(Semi
‑
definite Relaxation,SDR)和高斯随机化(Gaussian randomization)的方法来得到修正的波束赋形因子。另外，连续线性凸近似(Successive Linear Convex Approximation,SLA)算法被认为是当前性能最佳算法，对非凸约束一阶泰勒展开将原问题转化为近似凸问题，进而用迭代方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多播波束赋形快速计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、采用固定子集合基数的k
‑
DPP概率模型，并设置k＝N，基于用户信道向量构造DPP的核矩阵L；步骤2、建立DPP的机器学习框架，以确定所述核矩阵的参数α即θ的取值；步骤3、执行QR
‑
DPP算法训练阶段；步骤4、执行QR
‑
DPP算法测试阶段；其中，所述步骤1包括：子步骤1.1、将半正定的所述核矩阵L分解为其中令A＝[q1φ1，
…
，q
K
φ
K
]，其中q
i
表示用户i的质量，即为用户i和j之间的相似度；矩阵L的第(i，j)个元素L
ij
将由下式计算得到子步骤1.2、利用用户信道的增益和方向信息分别建模所述核矩阵L的质量q
i
和相似度2.如权利要求1所述的多播波束赋形快速计算方法，其特征在于，所述核矩阵L由相似性矩阵Φ
κ
与质量矩阵相乘得到，计算公式如下其中3.如权利要求2所述的多播波束赋形快速计算方法，其特征在于，所述步骤1.2包括：子步骤1.2.1、以用户信道增益度量其质量，如下式所示其中子步骤1.2.2、将用户i和j之间的差异性映射为二者的信道正交性；为用户i定义方向向量用户i和j之间的相似度计算如下其中且|φ
ij
|∈[0，1]。构造埃尔米特对称矩阵Φ
κ
，令其第(i，j)个元素为4.如权利要求3所述的多播波束赋形快速计算方法，其特征在于，所述步骤2包括：子步骤2.1、对于确定的发送端天线数目和用户数目(N，K)，生成数目为T的信道矩阵其中为根据既定(N，K)独立生成的用户信道矩阵，对应的核矩阵表示为L(H
t
；θ)。5.如权利要求4所述的多播波束赋形快速计算方法，其特征在于，所述步骤2还包括：子步骤2.2、令表示与输入H
t
相对应的输出，其中表示输出空间；用于训练的集合为学习的目标就是在训练集上最大化如下对数似然函数，
参数θ可用梯度下降法求解得到；其中由下式给出其中为子集对应的概率，计算公式如下，上式中的和为L(H
t
；θ)的子矩阵，其元素索引分别由子集S
t
和确定。6.如权利要求5所述的多播波束赋形快速计算方法，其特征在于，所述步骤3包括：子步骤3.1、对既定(N，K)，根据特定信道模型随机生成用户信道H
t
，同时随机生成J
trn
个数目的子集合S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲亚，化存卿，王易因，简继航，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：