【技术实现步骤摘要】
一种最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配方法。
技术介绍
在大规模MIMO系统中，基站端布置大规模天线阵列以同时服务多个用户。采用大规模MIMO技术可以有效降低用户间干扰，大幅提高无线通信系统的能效和谱效。波束域传输是指基站侧通过统一的酉变换将发射信号转换到波束域，充分利用大规模天线阵列的空间角度分辨率和用户信道在波束域中的局部特性。多小区大规模MIMO下行链路传输过程中，基站将信号分别发送给小区内的用户，对于小区内每个用户来说，干扰信号包括两个方面：本小区基站发送给其他用户的信号，以及其他小区的基站发送给其他小区用户的信号。为了权衡通信各小区的系统容量和能源消耗，提出以最大化最小能效(各小区用户和速率与总功率消耗比值的最小值)为优化目标的问题，得到基站侧波束域功率分配矩阵。若利用集中式的方法来解决此功率分配问题，基站之间需要交换大量的大规模矩阵信息，因此，在大规模MIMO场景中，集中式算法会造成较高的反馈开销和...
【技术保护点】
1.一种最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：/n1)构建小区簇并配置天线阵列，通过波束赋形生成波束集合：/n将若干个小区构建为一个小区簇，且小区簇内各小区的基站配置大规模天线阵列，并通过波束赋形生成能够覆盖全部小区的大规模波束集合；/n2)获取小区簇内各用户的统计信道状态信息：/n所述统计信道状态信息的获取包括用户反馈、基站直接估计来获取，或通过上行探测信号获取；/n3)将所述统计信道状态信息发送至中央处理中心，并进行多小区大规模MIMO波束域功率分配：/n所述中央处理中心利用确定性等同方法、MM迭代算法和Dinkelbac...
【技术特征摘要】
1.一种最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
1)构建小区簇并配置天线阵列，通过波束赋形生成波束集合：
将若干个小区构建为一个小区簇，且小区簇内各小区的基站配置大规模天线阵列，并通过波束赋形生成能够覆盖全部小区的大规模波束集合；
2)获取小区簇内各用户的统计信道状态信息：
所述统计信道状态信息的获取包括用户反馈、基站直接估计来获取，或通过上行探测信号获取；
3)将所述统计信道状态信息发送至中央处理中心，并进行多小区大规模MIMO波束域功率分配：
所述中央处理中心利用确定性等同方法、MM迭代算法和Dinkelbach变换，使用集中式或者分布式算法进行功率分配，其中，最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配优化问题的优化目标为各小区能效的加权最小值，优化变量为各个基站发送信号的协方差矩阵，约束条件为各基站发送信号的协方差矩阵满足功率约束；
4)根据统计信道状态信息的变化动态实施多小区大规模MIMO波束域功率分配：
当用户在通信过程中发生移动时，基站与用户之间的统计信道状态信息会发生变化，各基站动态实施波束域功率分配，该最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配过程动态更新。
2.如权利要求1所述的最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配方法，其特征在于：所述基站通过相同的酉变换生成能够覆盖整个小区的大规模波束，每个波束对空间资源进行划分，且基站在生成的波束域与该小区的用户进行通信。
3.如权利要求1或2所述的最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配方法，其特征在于：所述信道状态信息为波束域特征模式能量耦合矩阵，其获取还包括以下步骤：
小区的用户在上行信道探测阶段发送上行探测信号至基站；
基站根据接收到的探测信号估计波束域统计信道状态信息，第ν个小区的基站到第u个小区第k个用户的统计信道状态信息为：
其中，Gk,u,v为第ν个小区的基站到第u个小区第k个用户的波束域信道矩阵，表示期望运算，⊙表示矩阵的阿达玛积，为矩阵Gk,u,v的共轭矩阵。
4.如权利要求3所述的最大化最小能效多小区大规模MIMO波束域功率分配方法，其特征在于：所述多小区大规模MIMO波束域功率分配表示为：
Λk,u≥0,
且，
其中，U为小区的总个数，Ku为第u个小区的用户数，用户的集合为M为小区的基站天线数，Nk,u为每个用户的天线数，Λk,u为第u个小区的基站发送给该小区第k个用户的信号的协方差矩阵，wu为第u个小区的能效的权重因子，ξu(＞1)为基站放大系数，Pc,u为每根天线上耗散的动态功率，Ps,u为在硬件中耗散的静态电路功率，Pmax,u为基站的发送功率约束，为Nk,...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤力，黄雨菲，姜涵予，汤金科，乔治，王闻今，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。