[发明专利]一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法及装置

权利要求书

1.一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取分布式MIMO系统AP子阵的初始参数；

以分布式MIMO系统的遍历和速率最大为目标，基于所述初始参数构建第一优化问题；

基于所述第一优化问题构建干扰项和辅助变量并结合AP子阵的阵元位移向量简化所述第一优化问题，得到第三优化问题；

基于CVX工具箱使用迭代搜索法求解所述第三优化问题，得到AP子阵中非均匀线阵的排布方式。

2.如权利要求1所述的一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法，其特征在于，基于所述第一优化问题构建干扰项和辅助变量并结合AP子阵的阵元位移向量简化所述第一优化问题包括：

建立干扰项并基于所述干扰项对所述第一优化问题进行等价转换，得到第二优化问题；

基于AP子阵的阵元位移向量和辅助变量简化第二优化问题，得到第三优化问题。

3.如权利要求2所述的一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法，其特征在于，所述第一优化问题为：

其中，R_sum表示分布式MIMO系下行传输可实现遍历和速率，Δx为非均匀线阵中相邻阵元之间的间距，x_n表示每个AP子阵中非均匀线阵中第n个阵元在该AP坐标系中的具体位置横坐标，x_n+1表示每个AP子阵中非均匀线阵中第n+1个阵元在该AP坐标系中的具体位置横坐标，d_min为相邻阵元间的最小间距阈值，表示每个AP子阵的非均匀线阵中第N_t个阵元在该AP坐标系中的具体位置横坐标，L_t为非均匀线阵的阵列孔径，k为用户数，K为用户总数，SINR_k表示第k个用户的接收信干噪比。

4.如权利要求3所述的一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法，其特征在于，建立干扰项并基于所述干扰项对所述第一优化问题进行等价转换包括：

使用Jensen不等式转换所述第一优化问题；

基于Mullen不等式和大数定律对转换后的所述第一优化问题中的SINR项进行变换；

令干扰项并将其融入变换后的SINR项；其中，v(θ_k,j)为第k个用户和第j个AP相应的导向矢量，v(θ_i,j)第i个用户和第j个AP相应的导向矢量，λ表示波长，θ_k,j表示第k个用户和第j个AP之间对应的方位角，θ_i,j表示第i个用户和第j个AP之间对应的方位角；

根据变换后的SINR项生成第二优化问题。

5.如权利要求4所述的一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法，其特征在于，所述第二优化问题为：

6.如权利要求5所述的一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法，其特征在于，所述第三优化问题为：

其中，t表示辅助变量，f(υ)为阵元位置位移向量的函数，为AP子阵中要确定N_t维的阵元位置向量，a_n1为要确定的第n₁个阵元的位置，a_n2为要确定的第n₂个阵元的位置，为第i-1次迭代时要确定的第n₁个阵元的位置，为第i-1次迭代时要确定的第n₂个阵元的位置，ω＝cos(θ_k,j)-cos(θ_i,j)，表示第i次迭代时第n1个阵元的位置位移，表示第i次迭代时第n2个阵元的位置位移，为第i-1次迭代时第n+1个阵元的位置，i为迭代步数，为第i次迭代时第n+1个阵元的位置位移，第i-1次迭代时第n个阵元的位置，为第i次迭代时第n个阵元的位置位移，υⁱ表示第i次迭代时的阵元位移向量，μ表示阵元位置位移的上限阈值。

7.一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的一种分布式MIMO系统AP子阵的阵列拓扑结构优化方法。