[發(fā)明專利]基于低復(fù)雜度接收機(jī)的上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)功率控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510219672.6
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104869626A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃永明;范立行;張帆;楊綠溪
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H04W52/14
• 分類號: H04W52/14;H04W52/24;H04B7/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于低復(fù)雜度接收機(jī)的上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)功率控制方法。

背景技術(shù)

隨著智能終端普及應(yīng)用及移動新業(yè)務(wù)需求持續(xù)增長，無線傳輸速率需求將在今后10年呈指數(shù)增長，大規(guī)模MIMO(Massive?MIMO)時分雙工系統(tǒng)作為一種新穎的蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)成為當(dāng)前的研究熱點，在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，基站端有數(shù)量巨大的低功率小天線，天線數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時調(diào)度的單天線用戶數(shù)量，基站和用戶之間通過時分雙工進(jìn)行通信。大規(guī)模天線陣列提供了很高的陣列增益和很高的空間分辨率。在較好的傳播條件下，線性大規(guī)模MIMO接收機(jī)可以有效地消除小區(qū)內(nèi)的干擾和噪聲。

在傳統(tǒng)的線性接收機(jī)中，MMSE接收機(jī)可以最大化接收速率。然而，MMSE接收機(jī)的實現(xiàn)需要涉及所有用戶的聯(lián)合信道矩陣的求逆運算，當(dāng)同時服務(wù)大量用戶時，如此龐大的矩陣求逆運算量是不可行的。

另一方面，MIMO能效傳輸方案作為新話題成為當(dāng)前的研究熱點，通過基站端的線性處理，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)可以減少上行傳輸功率，提高能效，這對于沒有外接電源的用戶來說是非常有意義的。然而，傳統(tǒng)的能效傳輸方案假設(shè)總功率平均分配給所有用戶，這樣并不能充分挖掘大規(guī)模MIMO系統(tǒng)在單用戶功率控制方面的潛力。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提出一種功率損耗小、復(fù)雜度低的基于低復(fù)雜度接收機(jī)的上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)功率控制方法。

技術(shù)方案：一種基于低復(fù)雜度接收機(jī)的上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的功率控制方法，包括如下步驟：

步驟一：在上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)且信道為相關(guān)瑞利塊衰落信道情況下，采用TPE接收機(jī)近似MMSE接收機(jī)，以截斷多項式來近似MMSE接收機(jī)中的矩陣的逆，從而降低復(fù)雜度；

步驟二：采用確定性等價的方法，計算使用TPE接收機(jī)時的近似SINR；

步驟三：基于SINR的確定性等價近似，運用迭代算法來聯(lián)合優(yōu)化TPE接收機(jī)的多項式系數(shù)和用戶的功耗。

所述步驟一中：

1)上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型：

考慮單小區(qū)上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)配備有M根天線的基站接收來自K個單天線用戶的數(shù)據(jù)；通過基站端的線性檢測器處理后的接收信號表示為：

r=AHy=AHGP12x+AHn]]>

其中，為基站端的接收信號，為所有用戶的聯(lián)合信道矩陣，為第k個用戶的信道矢量，對角矩陣的對角線元素為每個用戶所分配的功率權(quán)重，由所有用戶的上行發(fā)射信號組成，為第k個用戶的發(fā)射數(shù)據(jù)符號，為加性高斯白噪聲，I_M為M×M的單位矩陣；

第k個用戶的處理后的SINR表示為：