技術(shù)特征：

1.一種電力線MIMO通信中基于能效的波束成形方法，其特征是，所述方法包括以下步驟：

a.MIMO電力線通信系統(tǒng)的發(fā)送端向接收端發(fā)送導(dǎo)頻序列；接收端根據(jù)接收到的導(dǎo)頻序列估計(jì)信道矩陣H；

b.接收端對(duì)估計(jì)出的信道矩陣H進(jìn)行量化，得到反饋信道然后將反饋信道的編號(hào)反饋給發(fā)送端；

c.發(fā)送端根據(jù)反饋信道以最大化能源利用效率為優(yōu)化目標(biāo)，計(jì)算波束成形矩陣T；

d.接收端根據(jù)發(fā)送端計(jì)算出的波束成形矩陣T計(jì)算均衡矩陣G；

e.接收端根據(jù)均衡矩陣G，得到

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力線MIMO通信中基于能效的波束成形方法，其特征是，其中的步驟b具體包括：

b1.接收端將估計(jì)出的信道矩陣H，與接收端和發(fā)送端約定好的碼本矩陣W進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出二者之間的choral距離，其表達(dá)式為：

$D_k=d(H_k,W)=\sqrt{\underset{j=1}{\overset{N}{\Σ}}{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_j}$

其中，D_k為第k個(gè)用戶信道與碼子之間的choral距離，k為第k個(gè)用戶，θ_j為第j個(gè)信道方向向量與碼子的夾角，N指共N個(gè)向量；

b2，對(duì)步驟b1得到的choral距離進(jìn)行比較，將最小的choral距離所對(duì)應(yīng)的信道作為反饋信道

b3，接收端將反饋信道的編號(hào)發(fā)送給發(fā)送端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電力線MIMO通信中基于能效的波束成形方法，其特征是，其中的步驟c具體包括：

C1，發(fā)送端根據(jù)接收端發(fā)送的信道編號(hào)計(jì)算出反饋信道

C2，發(fā)送端根據(jù)反饋信道計(jì)算出系統(tǒng)的吞吐量C，計(jì)算公式如下：

C_m＝BE{log₂(1+SINR_m)}

其中，C_m是第m個(gè)用戶的吞吐量，B代表用戶所占用的帶寬，SINR_m代表第m個(gè)用戶接收的信干噪比，E(g)代表均值運(yùn)算；

C3，根據(jù)吞吐量C計(jì)算系統(tǒng)的能源效率μ_EE：

${\mathrm{\μ}}_{EE}=\frac{C}{P_{total}}$

其中P_total為總的能量消耗，由下式計(jì)算：

$P_{total}=\frac{1}{{\mathrm{\η}}_M}{p}_M+\frac{1}{{\mathrm{\η}}_P}\underset{l=1}{\overset{L}{\Σ}}{p}_l^P+p_C,$

其中p_M和分別是發(fā)送端發(fā)送功率和接收端的功率，而η_M和η_P分別是發(fā)送端和接收端的功率放大系數(shù)，p_C代表整個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的電路能量消耗；

C4，根據(jù)優(yōu)化函數(shù)

$\begin{array}{cc}\underset{\left\{T\right\}}{\max }& {\mathrm{\μ}}_{EE}\end{array}$

$\begin{array}{cc}s.t.& \underset{i=1}{\overset{K}{\Σ}}Tr\left({\mathrm{TT}}^H\right)\≤P_{\max }\end{array}$

C_m＝BE{log₂(1+SINR_m)}≥C_min

利用拉格朗日算子法計(jì)算出發(fā)送端的波束成形矩陣T：

$T_m={\left[\begin{array}{c}(M^2{N}^3-M^2{N}^{2}D){\hat{H}}_m^H{G}_m^H{G}_m{\hat{H}}_m\\ +M^{2}D(1-N)G_m^H{G}_m+{\mathrm{\λ}}_m(MN-N^2)I\end{array}\right]}^{-1}{\hat{H}}_m{G}_m$

式中,T_m為第m個(gè)用戶的預(yù)編碼矩陣，Tr為求跡運(yùn)算，P_max為基站發(fā)送的最大功率，C_min為保證用戶通信質(zhì)量的最小吞吐量，M為發(fā)送天線數(shù)，N為接收天線數(shù)，D_m為信道與碼子的距離，λ_m為拉格朗日系數(shù)，I為單位矩陣，T＝[T₁，L，T_m，L，T_K]。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電力線MIMO通信中基于能效的波束成形方法，其特征是，所述均衡矩陣G的計(jì)算公式為：

$G_m=T_m{\hat{H}}_m{\left[\begin{array}{c}{\hat{H}}_m{T}_m{T}_m^H{\hat{H}}_m^H+M^{2}D(1-N)T_m{T}_m^H+M^2{N}^2\\ {\hat{H}}_m{\hat{H}}_m^H+\left({\mathrm{DMP}}_k{N}^2\right)I\end{array}\right]}^{-1}$

式中,G_m為第m個(gè)用戶的均衡矩陣，P_m為分配給第m個(gè)用戶的發(fā)送功率，為P_max/K，G＝[G₁，L，G_m，L，G_K]。