一种大规模MIMO传输的蜂窝中继网络模型及功率分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种大规模MIMO传输的蜂窝中继网络模型及功率分配方法，结合中继技术和大规模MIMO技术的优势，将单天线中继引入大规模MIMO系统中，对小区边缘用户和覆盖盲点用户进行辅助通信，建立大规模MIMO传输的蜂窝中继网络。基于能量效率对于基站发射功率和中继站发射功率都是严格拟凹的，提出ODS和AOP算法，对基站发射功率和中继站发射功率进行联合优化，在满足一定频谱效率的前提下，最大化系统能量效率，实现频谱效率和能量效率的平衡。本发明专利技术提供的方法容易实现，并且便于扩展，能够深度挖掘空间资源，大幅提升频谱效率、能量效率和传输可靠性。

【技术实现步骤摘要】
201610199781

【技术保护点】
一种大规模MIMO传输的蜂窝中继网络模型，其特征在于，包括配置有M根天线的基站、N个单天线的中继站及K个单天线用户服务，M根天线的基站和N个单天线的中继站一起为K个单天线用户服务；每个中继站只能与单个用户通信，基站可以与所有用户通信。

【技术特征摘要】
1.一种大规模MIMO传输的蜂窝中继网络模型，其特征在于，包括配置有M根天线的基站、N个单天线的中继站及K个单天线用户服务，M根天线的基站和N个单天线的中继站一起为K个单天线用户服务；每个中继站只能与单个用户通信，基站可以与所有用户通信。2.一种大规模MIMO传输的蜂窝中继网络的功率分配方法，其特征在于，通过在大规模MIMO系统中引入单天线中继，实现小区边缘用户和覆盖盲点用户的可靠通信；对基站发射功率和中继站发射功率进行功率分配，在满足一定频谱效率的前提下最大化系统能量效率，实现频谱效率和能量效率的平衡，包括如下步骤：(1)在单个小区内，基站获取小区内所有用户的信干噪比SINR，并与用户的最小信干噪比SINR0进行比较，将高于SINR0的用户划归到用户组1，而低于SINR0的用户划归到用户组2；用户组1与基站直接通信，在基站到用户组2之间部署单天线中继，用户组2通过中继与基站通信，建立大规模MIMO传输的蜂窝中继网络；结合大规模MIMO上、下行链路的传输特点和中继的半双工特性，在上行导频训练和下行信号传输，中继分别采用解码转发协议和放大转发协议，并且上行导频训练和下行信号传输阶段都在两个时隙完成；(2)在确定了所有用户与基站的通信方式后，通过功率分配，实现频谱效率和能量效率的平衡；基站的最大发射功率记为中继站的最大发射功率记为能量效率记为ηEE；频谱效率和能量效率的平衡问题建模为：maxP,pr ηEEs.t. SINRk≥SINR0,k=N+1,...KSINRi≥SINR0,i=1,...N,0≤P≤P‾,0≤pr≤p‾r---(1)]]>其中SINRk表示用户组1中第k个用户的信干噪比，SINRi是用户组2中第i个用户的信干噪比，SINR0表示最小信干噪比，P表示基站的发射功率，pr表示中继站的发射功率；因为能量效率对于基站发射功率和中继站发射功率都是严格拟凹的，利用对它们分别优化的结果再进行联合优化，即可得到最优的基站发射功率和中继站发射功率值。3.根据权利要求2所述的大规模MIMO传输的蜂窝中继网络的功率分配方法，其特征在于，所述在上行导频训练阶段中，用户组2的N个用户在第一时隙将各自的导频序列发送给对应的中继站；在第二时隙，N个中继站先对接收到的导频信号解码然后转发给基站，剩下的用户组1的K-N个用户也将各自的导频序列直接发送给基站。4.根据权利要求2所述的大规模MIMO传输的蜂窝中继网络的功率分配方法，其特征在于，所述在下行信号传输阶段中，在第一时隙，基站将利用估计的信道状态信息生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏滨，陈晶，赵峰，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45