多小区蜂窝网络波束成形优化策略.pdf

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1、第36卷第8期电子与信息学报Vo1．36NO．82014年8月JournalofElectronics＆InformationTechnologyAug．2014多小区蜂窝网络波束成形优化策略王达张晓宁依那项海格金野(北京大学信息科学技术学院北京100871)摘要：为了克服多小区的邻小区干扰问题，该文在多小区蜂窝网络中，研究了多小区多用户下行协同传输技术。该文提出一种联合优化基站和中继的波束成形权重的迭代算法，在基站和中继总功率限制下最大化最差用户接收信干噪比(Signal—to-Interference-and

2、．NoiseRatio，SINR)。该文提出的联合优化波束成形策略，可以应用半正定松弛技术(Semi．DefiniteRelaxation，SDR)得到有效的解决。仿真表明，在多小区通信系统中，该文提出的迭代算法只需要少量的迭代次数就可以达到近似最优性能，并且在性能和资源消耗之间给出一种折中的传输策略。关键词：无线通信；多小区系统；中继传输；波束成形；最大化最差信干噪比中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1009-5896(2014)08—1779-07DOI：10．3724／SP．J．1146．2013

3、．01579CollaborativeBeamforminginMulticellSystemsWangDaZhangXiao-·ningYiNaXiangHai--geJinYe(SchoolofElectronicEngineeringandComputerScience，PekingUniversity，Beijing100871，China)Abstract：Forcopingwiththesevereinter—cellintereferenceinthefuturecellularsystems，th

4、ispaperstudiesthecollaborativemulticelldownlinktransmissionformultiusersinmulticellsystems．ThispaperproposesaniterativeschemetooptimizejointlyrelayandtheBaseStation(BS)beamformingweightstomaximizetheworst—caseSignal—to-Interference—and—NoiseRatio(SINR)underto

5、talrelayandBSpowerconstraints．TheproposedoptimizationproblemsforrelayandBSbeamformingweightscanbeeffectivelysolvedbyusingtheSemi—DefiniteRelaxation(SDR)technology．ThesimulationresultsshowthattheproposedrelayandBSbeamformingiterativeschemecanachievenear-optima

6、lperformancewithinafewiterationsformultiusersinmulticellsystems．Keywords：Wirelesscommunication；Multicellsystem；Relaytransmission；Beamforming；Max-worstSignal-to-Interference—and-NoiseRatio(SINR)1引言道状态二阶统计信息的前提下，提出了两种波束成形方案，分别实现了最小化中继传输总功率以及最在下一代蜂窝通信系统中，为大量用户提供

7、可大化用户接收信噪比。同样的问题也在完全已知信以覆盖大范围的高速数据传输仍面临很大挑战。中道状态信息的条件下(。]进行了研究。同时文献f61也继通信系统[112】可以获得更高的频谱效率和更大的提出了一种波束成形分布式实现算法，可以使每个小区覆盖率，因此中继系统已经成为4G通信系统中继节点分别计算自己的波束成形参数从而达到近的关键技术之-[。1。近几年，学者广泛研究了协同似最优的通信性能。针对单小区多用户中继波束成中继系统，其可以看成是分布式的多天线系统。基形系统，文献[7，8】分别提出了一种最优和一种次优于分布式

8、协同中继系统不需要使用多个天线就可以的迭代分布式中继波束成形策略，从而最大化最差利用多用户系统的空间分集增益，对用户发送虚拟用户信干噪比fSignal—to—Interference—and—Noise波束，从而增强了下行链路的传输性能【4】o中继传输策略主要包括，放大转发策略I】和解Ratio，SINR)。但对于多小区通信，4G系统降低了对于多小码转发策略【。其中放大转