CN107332614A - 可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法 - Google Patents

可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法，具体步骤：本发明建立NOMA的系统模型，在满足用户服务质量的同时能最小化发射功率，满足未来移动通信技术中节能减耗的要求。利用凸优化方法，对所建非凸的系统函数进行松弛变换，然后利用内点法进行求解。相比于现有的建模及处理方法，本发明能在估计误差存在的条件下，满足服务质量要求，减少中断概率。

Description

可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法
技术领域
本发明属于可见光通信领域，尤其涉及可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法。
背景技术
随着4G网络已在全世界范围内投入商用，“面向2020年及未来”的5G已成为全球无线通信领域的研究热点。与4G相比，5G提出了“1000倍数据流量增长，100倍无线终端容量，10Gbps峰值传输速率和100Mbps-1Gbps边缘速率”等技术目标，意味着5G对频谱资源和能源消耗的要求将远远超过4G。由于5G要求的速率更快，频谱利用率更高，传统的正交多址接入已经不能满足要求，业内提出在5G中采用新型多址接入技术，即非正交多址接入(Non-orthogonal MultipleAccess，NOMA)。
NOMA不同于传统无线通信的方式是NOMA在功率域进行复用，基站发送重叠码给用户，在接收机一侧又对接收到的信号进行串行干扰消除，从而提高了频带利用率。可见光通信作为5G中的潜在关键技术之一，已经引起了学术界和工业界的广泛关注。可见光通信指利用可见光频段的光作为信息载体进行无线传输的通信方式，通常利用发光二极管(LightEmitting Diode，LED)发出的高速明暗变化光信号来传输信息。由于NOMA在高信噪比条件下性能更优，可见光通信系统往往可以提供高信噪比条件。此外，NOMA技术需要根据所有用户的准确的信道状态信息进行用户分组、译码排序、功率分配等。可见光通信系统适用于室内或室外短距离通信，容易获得准确的CSI。因此，NOMA技术适用于可见光通信系统。
在实际中，信道状态信息由于估计误差和反馈量化误差是不理想的，有信道估计误差。相比单天线的情形，多天线可以提供额外的自由度来增加NOMA性能。本发明研究了多输入单输出信道下下行NOMA系统的稳健波束成形设计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种有效地解决由于随机信道状态信息误差，下行传输会发生中断事件的可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案
可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法，具体包含如下步骤；
步骤1，对可见光通信蜂窝网中MISO-NOMA单小区下行链路中存在的有界的信道估计误差进行建模：
其中，hk为理想的信道，ek代表信道估计误差，K代表总的用户数，k和K都是正整数，且k≤K；
步骤2，对K个用户估计的信道增益值按递增顺序对用户进行标记；
当用户接收到重叠信号时，第k个用户在经过串行干扰消除去除掉用户1...k-1的信号后解码自己的信息，在解码第j个用户的信号sj(t)之前，第i个用户接收的信号可以表示为：
其中，a代表直流偏置向量，ni为第i个用户的高斯白噪声，wj代表波束成形向量，1≤i≤j≤K，T为共轭转置，ei代表第i个用户的信道估计误差，sj代表第j个用户的信号信息；
步骤3：根据互信息推导出用户速率闭式表达式：
其中，Rk,i代表第k个用户译第i个接收用户的信息，σ2代表噪声功率，αj,γj,εj分别为信道增益的参数；
步骤4：在满足用户服务质量条件下，则最小化发射功率的系统函数表示为
||e||2≤a2 (3)
式中，α为给定的有界的信道误差；
步骤5：利用凸优化方法，对步骤4所建最小化发射功率的系统函数进行松弛变换，进而利用内点法完成求解。
作为本发明可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法的进一步优选方案，所述步骤3具体推导过程如下：
式中，wj代表波束成形向量。
作为本发明可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法的进一步优选方案，步骤5中，所述最小化发射功率的系统函数求解过程具体如下：
对步骤4所建最小化发射功率的系统函数进行松弛变换：
通过定义W＝wjwj T，通过S引理，不等式简化为：
ek TAjek+2Re{ek Tak,j}+ck,j≥0,
式中
作为本发明可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法的进一步优选方案，在步骤2中，K取值3。
作为本发明可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法的进一步优选方案，在步骤3中，i取值3。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明建立NOMA的系统模型，在满足用户服务质量的同时能最小化发射功率，满足未来移动通信技术中节能减耗的要求，利用凸优化方法，对所建非凸的系统函数进行松弛变换，然后利用内点法进行求解；相比于现有的建模及处理方法，本发明能在信道估计误差存在的条件下，满足服务质量要求，减少中断概率。
附图说明
图1是NOMA基本原理的系统示意图；
图2(a)是用户1速率的累积分布仿真图；
图2(b)是用户2速率的累积分布仿真图；
图2(c)是用户3速率的累积分布仿真图；
图3为本发明所提算法和其他建模方法在不同目标速率要求下总功率的仿真图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
由于随机信道状态信息误差，下行传输会发生中断事件。为了解决这个问题，我们旨在设计稳健波束成形，最小化发射功率同时满足服务质量要求。
如图1所示，可见光通信NOMA-MISO单小区下行链路中有界信道估计误差的稳健波束成形设计方法中，系统函数建模步骤如下：
步骤1：在实际中，信道状态信息由于估计误差和反馈量化误差是不理想的，本发明关注由于估计误差造成的信道状态信息的误差，它服从均匀分布。因此，所要求的信道状态信息的的模型如下：
步骤2：依照这个假设，用户估计信道增益按升序排序，依照NOMA的原则，基站发射给最坏信道增益的用户更多的信号为了公平和在功率域信号的区分。一旦接收到重叠信号，第k个用户在经过串行干扰消除去除掉用户1...k-1的信号后解码自己的信息。在解码第j个用户的信号sj(t)之前，第i个用户接收的信号可以表示为：
步骤3：本发明根据互信息可以推导用户速率闭式表达式
步骤4：稳健波束成形旨在最小化发射功率，同时要满足服务质量要求，在这里我们考虑的是有界的信道误差，要求解的问题如下：
目标函数为最小化发射功率，约束条件为速率满足服务质量要求，由于无界的误差会造成功率损耗非常大，所以在本发明中考虑的误差是有界的。这个问题是非凸问题，下面给出我们的解决方案。
步骤5：为了便于推导，我们采取半正定松弛解决优化问题。通过定义W＝wjwj T，不等式可以简化为：
ek TAjek+2Re{ek Tak,j}+ck,j≥0, (6)
式中
和
在这里我们是通过s引理来求解这个问题，s引理具体内容如下：
引理1：(s引理)
令fi(x)＝xHAix+2Re{xHri}+zi,i＝0,1，其中x∈CN×1,Ai∈CN×N,zi∈R,i＝0,1。假设存在向量使得成立，那么下面两个条件是等价的
(1)如果x满足f0(x)≥0，那么f1(x)≤0；
(2)存在λ≥0满足
根据引理1，e′Ie-a2≤0，满足f1(x)≤0，速率约束满足f0(x)≥0
对于可见光通信系统NOMA-MISO单小区下行链路模型，实验1对比了本发明技术方案与其他存在的建模方法下波束成形向量在实际环境下速率的累积分布函数图。如图所示：图2(a)是用户1的速率的累积分布仿真图；图2(b)是用户2的速率的累积分布仿真图；图2(c)是用户3的速率的累积分布仿真图；可以看出发明方法都满足服务质量要求，没有中断，而没有进行稳健波束成形设计的方法部分不满足服务质量要求，有中断概率。仿真实验所涉及的参数如表1所示；表1是NOMA-MISO单小区下行链路系统的仿真参数(实验1)；实验2对比了本发明技术方案与其他存在的建模方法在满足用服务质量的需求下所需发射总功率。如图3所示，可以看出由于本发明方法要对干扰进行处理，所以在达到相同速率门限时所需的功率更多。仿真实验所涉及的参数如表2所示.表2是NOMA-MISO单小区下行链路系统的仿真参数(实验2)
对于NOMA-MISO单小区下行链路系统，相关参数计算公式如下：
表1
表2
。

Claims (5)

1.可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法，其特征在于：具体包含如下步骤；
步骤1，对可见光通信蜂窝网中MISO-NOMA单小区下行链路中存在的有界的信道估计误差进行建模：
<mrow> <msub> <mi>h</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mover> <mi>h</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>k</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>e</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <mo>&amp;ForAll;</mo> <mi>k</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <mi>K</mi> </mrow>
其中，hk为理想的信道，ek代表信道估计误差，K代表总的用户数，k和K都是正整数，且k≤K；
步骤2，对K个用户估计的信道增益值按递增顺序对用户进行标记；
<mrow> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msub> <mover> <mi>h</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>1</mn> </msub> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <mo>&amp;le;</mo> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msub> <mover> <mi>h</mi> <mo>^</mo> </mover> <mn>2</mn> </msub> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <mo>&amp;le;</mo> <mo>...</mo> <mo>&amp;le;</mo> <mo>|</mo> <mo>|</mo> <msub> <mover> <mi>h</mi> <mo>^</mo> </mover> <mi>K</mi> </msub> <mo>|</mo> <mo>|</mo> </mrow>
当用户接收到重叠信号时，第k个用户在经过串行干扰消除去除掉用户1...k-1的信号后解码自己的信息，在解码第j个用户的信号sj(t)之前，第i个用户接收的信号可以表示为：
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其中，a代表直流偏置向量，ni为第i个用户的高斯白噪声，wj代表波束成形向量，1≤i≤j≤K，T为共轭转置，ei代表第i个用户的信道估计误差，sj代表第j个用户的信号信息；
步骤3，根据互信息推导出用户速率闭式表达式：
<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <msub> <mi>log</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <msup> <mi>&amp;pi;&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>K</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>h</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>K</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>h</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>i</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msup> <mi>&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，Rk,i代表第k个用户译第i个接收用户的信息，σ2代表噪声功率，αj,γj,εj分别为信道增益的参数；
步骤4，在满足用户服务质量条件下，则最小化发射功率的系统函数表示为
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wi＞0,1≤i≤K (2)
||e||2≤a2 (3)
式中，α为给定的有界的信道误差；
步骤5，利用凸优化方法，对步骤4所建最小化发射功率的系统函数进行松弛变换，进而利用内点法完成求解。
2.根据权利要求1所述的可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法，其特征在于：所述步骤3具体推导过程如下：
式中，wj代表波束成形向量。
3.根据权利要求1所述的可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法，其特征在于：步骤5中，所述最小化发射功率的系统函数求解过程具体如下：
对步骤4所建最小化发射功率的系统函数进行松弛变换：
<mrow> <mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </mfrac> <msub> <mi>log</mi> <mn>2</mn> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <msup> <mi>&amp;pi;&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>K</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>h</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mn>2</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;alpha;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <mi>&amp;pi;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mi>i</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>K</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>h</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>i</mi> </munderover> <msup> <mrow> <mo>|</mo> <mrow> <msubsup> <mi>e</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </msubsup> <msub> <mi>w</mi> <mi>j</mi> </msub> </mrow> <mo>|</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> <msub> <mi>&amp;epsiv;</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>+</mo> <msup> <mi>&amp;sigma;</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>
通过定义W＝wjwj T，通过S引理，不等式简化为：
ek TAjek+2Re{ek Tak,j}+ck,j≥0,
式中
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4.根据权利要求1所述的可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法，其特征在于：在步骤2中，K取值3。
5.根据权利要求1所述的可见光通信非正交多址接入技术稳健波束成形的优化方法，其特征在于：在步骤3中，i取值3。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108966337A (zh) * 2018-06-28 2018-12-07 浙江大学 一种基于波束空间的大规模接入方法
CN110417496A (zh) * 2019-07-15 2019-11-05 重庆邮电大学 一种基于能效的认知noma网络顽健资源分配方法
CN112543056A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 东南大学 Pd-noma-vlc系统功率和分组联合优化方法
US11201643B1 (en) 2021-08-04 2021-12-14 King Abdulaziz University Method, apparatus and system for transmission of data in a power domain non-orthogonal multiple access system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104052533A (zh) * 2013-10-29 2014-09-17 上海交通大学 多个小区无线多入单出系统的波束成形实现方法
US20160088626A1 (en) * 2014-09-24 2016-03-24 Fujitsu Limited Base station and resource allocation method
CN105721028A (zh) * 2016-04-18 2016-06-29 东南大学 Vlc mu-miso系统下行波束成型方法、装置及vlc mu-miso系统
CN106160831A (zh) * 2015-03-23 2016-11-23 电信科学技术研究院 一种信号检测方法及装置
CN106487428A (zh) * 2016-09-29 2017-03-08 西安电子科技大学 一种基于非正交多址技术的优化波束赋形的方法
CN106788769A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 东南大学 一种基于QoS的可见光通信非正交多址系统功率分配方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104052533A (zh) * 2013-10-29 2014-09-17 上海交通大学 多个小区无线多入单出系统的波束成形实现方法
US20160088626A1 (en) * 2014-09-24 2016-03-24 Fujitsu Limited Base station and resource allocation method
CN106160831A (zh) * 2015-03-23 2016-11-23 电信科学技术研究院 一种信号检测方法及装置
CN105721028A (zh) * 2016-04-18 2016-06-29 东南大学 Vlc mu-miso系统下行波束成型方法、装置及vlc mu-miso系统
CN106487428A (zh) * 2016-09-29 2017-03-08 西安电子科技大学 一种基于非正交多址技术的优化波束赋形的方法
CN106788769A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 东南大学 一种基于QoS的可见光通信非正交多址系统功率分配方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AYMAN MOSTAFA,ETAL.: "Optimal and Robust Beamforming for Secure Transmission in MISO Visible-Light Communication Links", 《IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING》 *
SHUAI MA,ETAL.: "Optimal and Robust Secure Beamformer for Indoor MISO Visible Light Communication", 《JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108966337A (zh) * 2018-06-28 2018-12-07 浙江大学 一种基于波束空间的大规模接入方法
CN110417496A (zh) * 2019-07-15 2019-11-05 重庆邮电大学 一种基于能效的认知noma网络顽健资源分配方法
CN110417496B (zh) * 2019-07-15 2021-12-17 重庆邮电大学 一种基于能效的认知noma网络顽健资源分配方法
CN112543056A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 东南大学 Pd-noma-vlc系统功率和分组联合优化方法
US11201643B1 (en) 2021-08-04 2021-12-14 King Abdulaziz University Method, apparatus and system for transmission of data in a power domain non-orthogonal multiple access system

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