一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法技术

本发明专利技术公开了一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，包括：基于超可靠低时延通信系统模型对控制器和用户间的信道进行分配；基于分配后的信道完成控制器与信道的数据传输；基于用户的接收信号构建解码错误率模型，并以最小化解码错误率的最优波束赋形矢量为优化目标，构建优化模型；引入辅助变量，通过连续凸近似将优化模型转化为凸问题模型；基于内点法迭代求解凸问题模型，得到最优波束赋形矢量矩阵；通过奇异值分解将最优波束赋形矢量矩阵转化为控制器与用户间的最优波束赋形矢量；基于最优波束赋形矢量完成超可靠低时延通信系统模型的波束赋形；再次对控制器和用户间的信道进行分配；本发明专利技术能够有效提升通信稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法


[0001]本专利技术涉及一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，属于无线通信


技术介绍

[0002]对于第六代(6G)无线网络来说，支持执行关键任务的物联网(IoT)设备是一个相当大的挑战。需要超可靠低时延通信(URLLC)服务的应用包括自主工厂制造、车辆通信、智能电网自动化、远程手术等。在智能电网自动化中，传输延迟预计低于1ms，同时保证数据包错误概率为10
‑
9，URLLC中的低延迟传输要求较短的数据块长度，在短数据块长度条件下，传统的香农容量公式不再适用。同时，为适应业务需求，需要考虑多频点用户间的信道分配，以达到最小化用户间干扰的目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，能够有效提升超可靠低时延通信(URLLC)网络的可靠性。
[0004]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0005]本专利技术提供了一种联合波束赋形与信道分配的通信优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，其特征在于，包括：针对控制器和用户建立超可靠低时延通信系统模型；基于超可靠低时延通信系统模型对控制器和用户间的信道进行分配；基于分配后的信道完成控制器与信道的数据传输；基于用户的接收信号构建解码错误率模型，并以最小化解码错误率的最优波束赋形矢量为优化目标，构建优化模型；引入辅助变量，通过连续凸近似将优化模型转化为凸问题模型；基于内点法迭代求解凸问题模型，得到最优波束赋形矢量矩阵；通过奇异值分解将最优波束赋形矢量矩阵转化为控制器与用户间的最优波束赋形矢量；基于最优波束赋形矢量完成超可靠低时延通信系统模型的波束赋形；基于波束赋形后的超可靠低时延通信系统模型再次对控制器和用户间的信道进行分配。2.根据权利要求1所述的一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，其特征在于，所述超可靠低时延通信系统模型基于控制器和用户建立，所述控制器采用MIMO系统，其在不同频点的信道上为具有单天线的用户提供服务；每个所述用户最多占用一个子载波，同一个子载波可承载多个用户的传输数据。3.根据权利要求1所述的一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，其特征在于，所述信道分配包括：计算每个用户与每个信道的相关性：其中，和为第k个子载波上第m,n个用户的信道矢量，为h
m,k
的共轭转置；将相关性最高的用户分配到对应的信道上；计算每个用户与每个已被占用的信道上第一个用户的正交性：其中，为尺寸为N
b
的单位阵，N
b
为控制器配置的天线数量；将正交性最高的用户分配到对应的信道上。4.根据权利要求2所述的一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，其特征在于，所述用户的接收信号为：其中，o
m,k
为第k个子载波上第m个用户的接收信号，s
m,k
、s
n,k
为第k个子载波上第m、n个用户的发射信号，w
m,k
、w
n,k
为第k个子载波上第m、n个用户的波束赋形矢量，为第k个子载波上第m个用户的信道矢量，z
m,k
为第k个子载波上从控制器到第m个用户的加性高斯白噪
声，所述加性高斯白噪声均值为0，方差为声，所述加性高斯白噪声均值为0，方差为为第k个子载波上传输数据的用户集合，合，为所有子载波上传输数据的用户集合，5.根据权利要求4所述的一种联合波束赋形与信道分配的通信优化方法，其特征在于，所述解码错误率模型为：其中，R
m,k
为第k个子载波上第m个用户的理论信息速率，D
m,k
为第k个子载波上第m个用户的传输数据的数据量，L为控制器与用户传输数据的码块数量；γ
m,k
为第k个子载波上第m个用户的信干燥比，V
m,k
为信道色散程度，ε
m,k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞宝银，万德春，杨鸿珍，黄鑫，李朗，张华，李文猛，盛立建，李秀彩，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司东南大学，
类型：发明
国别省市：