一种基于稳定接入关系的基站激活和波束成形方法技术

本发明专利技术涉及一种基于稳定接入关系的基站激活和波束成形方法，包括步骤(1)设置网络参数；(2)初始化时隙以及0个时隙的基站状态向量；(3)利用ADMM算法，求解波束成形矩阵和基站状态向量。该方法能使系统满足各个用户的服务质量要求，并使系统能量耗费最低。这种方法在通过灵活地优化接入关系来提升网络性能的同时，兼顾接入关系的稳定性，即使基站用户的接入关系在较长的时间内保持稳定，从而避免接入关系频繁切换引起的复杂操作，额外能耗和通信中断。本方法能够采用分布式的迭代实现，减少了计算时间开销。

Base station activation and beam forming method based on stable access relation

The invention relates to a method of forming stable and active base station access based on beam, comprising the steps of (1) set the network parameters; (2) the initialization time slots and 0 slots of the base station state vector; (3) using the ADMM algorithm, solving the beamforming matrix and state vector base. This method can make the system meet the QoS requirements of each user and minimize the energy consumption of the system. At the same time, this method in the flexible access optimization relationship to enhance network performance, taking into account the relationship between the stability of access, even if the user base station access relationship in a long time remain stable, so as to avoid the complicated relationship caused by frequent switching access operation, the additional energy consumption and communication interruption. This method can use distributed iterative implementation to reduce computation time overhead.

【技术实现步骤摘要】
一种基于稳定接入关系的基站激活和波束成形方法
本专利技术涉及无线通信网络中的基站控制和波束形成技术，具体涉及一种基于稳定接入关系的基站激活和波束成形方法。
技术介绍
在现代无线通信网络中，基站可以密集部署并多点协作传输以增加信号质量和边缘覆盖率。但由于基站密集，且多个基站协同为一个用户服务，部分基站很可能出现效率低下的问题，而且密集的基站同频同时工作将导致通信干扰增加，系统内共享数据量大增，调度管理复杂等问题。因此处于激活状态并协同传输的基站数目往往受到限制，合理的选择基站的激活/休眠状态成为抑制干扰，提升网络容量的关键。目前比较常见的基站激活算法有以下几种：MMCG：最大最小信道增益方法，选择各个基站的最小信道增益中最大的几个基站激活，其他的休眠。MACG：最大平均信道增益方法，选择平均信道最大的几个基站进行激活，其他的休眠。穷举法：对基站的状态情况进行穷举，找出能使系统状态最优的基站组合。贪婪法：依次关闭对系统性能增益最小的基站，直至系统性能不再增加。在以上算法中，MMCG和MACG没有完全或充分利用信道的状态信息，系统性能没有达到最优，而穷举法和贪婪算法能够在较大程度上优化系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于稳定接入关系的基站激活和波束成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：设置网络参数：所述参数包括各基站发送功率阈值P，噪声功率σ

【技术特征摘要】
1.一种基于稳定接入关系的基站激活和波束成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：设置网络参数：所述参数包括各基站发送功率阈值P，噪声功率σ2，用户QoS要求γm,，m＝1,2,...,M，M为用户总数，K为基站总数，单位时间内维持基站活跃与基站切换所消耗的能量分别为λ1,λ2，ADMM算法惩罚因子c，ADMM算法最大迭代次数rmax，收敛门限κ，一个通信周期的时隙长度L；步骤2：初始化时隙l＝1，第0个时隙的基站状态向量步骤3：利用ADMM算法，求解波束成形矩阵W和基站状态向量s，其具体求解过程如下:步骤3-1：设置迭代次数r＝1；输入第l个时隙所有基站与用户间的实际信道参数矩阵H(l)0；输入第l个时隙所有基站与用户间的训练信道参数矩阵H(l)t，t＝1,2,...,T和前一时隙基站状态向量初始化波束成形矩阵W(l)(0)、基站状态向量s(l)(0)、辅助矩阵F(l)(0)、波束形成镜像矩阵U(l)(0)、基站状态切换镜像向量y(l)(0)、基站状态镜像向量x(l)(0)、第一拉格朗日乘子θ(l)(0)、第二拉格朗日乘子Ψ(l)(0)、第三拉格朗日乘子Φ(l)(0)和第四拉格朗日乘子ξ(l)(0)；步骤3-2：更新波束成形矩阵W(l)和基站状态向量s(l)：将波束成形矩阵W(l)和基站状态向量s(l)分割成K(T+1)个块{sk(l)t，Wk(l)t}进行更新，其中sk(l)t是基站状态向量s(l)t的第k个元素，是波束成形矩阵W(l)t的第k个行块，k＝1,2,...K，t＝0,1,2,...,T,根据下式进行更新其中，和分别是基站状态镜像向量第四拉格朗日乘子基站状态切换镜像向量和前一时隙的基站状态的第k个元素；和分别是波束成形镜像矩阵和第二拉格朗日乘子矩阵第k个行块，表示其值在范围[0,1]上的投影，是中间变量，其值由以下规则确定：如果则ρk(l)t＝0；否则求解这是一个关于ρk(l)t的一元三次方程，可解得ρk(l)t；步骤3-3：更新辅助矩阵F(l)：将辅助矩阵F(l)分解为M(T+1)个块fm(l)t进行更新，其中是辅助矩阵F(l)t的第m个行向量，m＝1,2,...,M，t＝0,1,2,...,T，根据以下情况更新如果且则如果且则否则，根据下式计算其中，向量和表示第三拉格朗日乘子矩阵和矩阵的第m个行向量...

【专利技术属性】
技术研发人员：林静然，邓宏伟，利强，邵怀宗，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51