[發(fā)明專利]一種導(dǎo)頻時(shí)移大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的下行預(yù)編碼與基站功率控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610056306.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105703812B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國梅;王杰;呂剛明;李國兵
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李宏德

1.一種導(dǎo)頻時(shí)移大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的下行預(yù)編碼與基站功率控制方法，其特征在于，包括如下步驟，

步驟1，獲取大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中每個(gè)用戶的SLNR如下，

其中，U_ki為第i個(gè)小區(qū)第k個(gè)用戶的SLNR，α為轉(zhuǎn)換因子，P_f是基站發(fā)送功率，表示有用信號功率，表示用戶泄露到本小區(qū)其他用戶的干擾，Ar表示用戶正在發(fā)送上行導(dǎo)頻信號的那一組小區(qū)，表示用戶泄露到正在進(jìn)行上行信道估計(jì)的基站的干擾；g_iki第i個(gè)小區(qū)內(nèi)第k個(gè)用戶與第i個(gè)小區(qū)基站間的信道矢量，為該信道矢量的共軛轉(zhuǎn)置；w_ki為第i個(gè)小區(qū)內(nèi)第k個(gè)用戶的預(yù)編碼；G_il表示第i個(gè)小區(qū)基站與第l個(gè)小區(qū)基站之間的信道矩陣；K為每小區(qū)的用戶數(shù)；i，l和k均為正整數(shù)；

步驟2，在最大化SLNR預(yù)編碼的限定下，根據(jù)每個(gè)用戶的SLNR得到每個(gè)用戶的預(yù)編碼為其中，為第i個(gè)小區(qū)內(nèi)基站對本小區(qū)用戶k的信道估計(jì)矢量，為該信道估計(jì)矢量的共軛轉(zhuǎn)置；為該信道估計(jì)誤差的方差；表示第i個(gè)小區(qū)基站與第l個(gè)小區(qū)基站之間的信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置；I_M為M×M維單位矩陣；

步驟3，利用截?cái)喽囗?xiàng)式的方法對步驟2得到的預(yù)編碼進(jìn)行簡化，得到只含大尺度信息的漸進(jìn)下行信干噪比；

步驟4，根據(jù)步驟2得到的預(yù)編碼和步驟3中得到的漸進(jìn)下行信干噪比，以大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中所有用戶漸進(jìn)和速率最大為優(yōu)化目標(biāo)，得到最優(yōu)的下行發(fā)送功率P_f和轉(zhuǎn)換因子α；

步驟5，控制用戶采用由最優(yōu)轉(zhuǎn)換因子得到的最大化信漏噪比預(yù)編碼，控制基站采用得到的最優(yōu)下行發(fā)送功率進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；

步驟二中，最大化SLNR預(yù)編碼表示成如下優(yōu)化問題：

其中，為第i個(gè)小區(qū)內(nèi)第k個(gè)用戶的預(yù)編碼的共軛轉(zhuǎn)置，M_ki,N_ki分別為，

步驟3中，采用截?cái)喽囗?xiàng)式簡化預(yù)編碼，對預(yù)編碼中的進(jìn)行泰勒展開，并截取有限項(xiàng)，即

其中，N為截?cái)喽囗?xiàng)式的長度，b_ki,n為截?cái)喽囗?xiàng)式系數(shù)，其使得波束賦形矢量滿足歸一化限制；

步驟4中，采用粒子群算法優(yōu)化求解系統(tǒng)的最優(yōu)下行發(fā)送功率和轉(zhuǎn)換因子；

步驟4中，以大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中所有用戶漸進(jìn)和速率最大為優(yōu)化目標(biāo)表示如下，

其中，為第i個(gè)小區(qū)內(nèi)第k個(gè)用戶的漸進(jìn)信干噪比，L為系統(tǒng)中的小區(qū)數(shù)，P和A分別是P_f和α的經(jīng)驗(yàn)值上界。