[發明專利]基于大尺度衰落信道信息的能效優化快速天線選擇算法

在審

• 申請號: 201810862579.0
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109004959A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 姚建國;衛鳳玲
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0456
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

本發明提供了一種基于大尺度衰落信道信息的能效優化快速天線選擇算法，包括步驟1，基于大尺度衰落信道信息的分簇選擇算法從N個RAU簇中篩選出N_s個使系統能量效率最大的RAU簇；步驟2，基于能效最優算法優化N_s個RAU簇的能量效率，用N_s個局部最優解來逼近全局最優解，得到使分布式MIMO系統能效最優的信道矩陣以及系統最大的能量效率。本發明技術方案在有效降低運算復雜度的同時，提高分布式MIMO系統的能量效率，與能效最優的窮舉法相比，本算法能效趨近于它，但本算法的復雜度遠遠低于窮舉法。

技術領域

本發明設計的一種基于大尺度衰落信道信息的能效優化快速天線選擇算法，屬于移動通信技術領域。

背景技術

傳統的分布式天線系統可以克服大尺度數量和陰影衰落造成的信道路徑損失，能夠在小區內形成良好的系統覆蓋，解決小區能通信死角，提高通信服務質量。分布式MIMO系統是分布式天線系統和MIMO技術結合的產物。能轉化干擾信號作為有用信號，從而提升頻譜效率。由于其各方面優越的性能，使其越來越多地受到學術界和產業界的共同關注。并且隨著移動通信技術的快速發展，無線接入速率越來越高，而可用的頻譜資源卻日益緊張，通信系統的能量損耗也急劇增加，這就促使降低系統能耗、提高系統能效為目的的綠色通信技術的快速發展，綠色通信成為通信領域的新的研究熱點。因此，在分布式MIMO系統架構上，可研究出一個有效的天線選擇算法，能提高系統能效并且運算復雜度低。

人們對MIMO系統中的天線選擇算法已經有了較為成熟的研究，出現了窮舉法、最大范數天線選擇算法、遞減算法、遞增算法等經典的算法，以及在此基礎上的各種改進算法。如何在有效降低運算復雜度的同時，提高分布式MIMO系統的能量效率，就成為了本領域技術人員亟需解決的問題，對于分布式MIMO系統而言，由于其天線數目多以及其信道衰落的特點，本發明在大尺度衰落信息算法的基礎上結合能效逐增算法提高系統能量效率。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種基于大尺度衰落信道信息的能效優化快速天線選擇算法。利用基于大尺度衰落信道信息的分簇選擇算法篩選出系統能量效率最大的N_s個RAU簇，再結合能效逐增算法優化每個RAU簇的能量效率。最后，用N_s個局部最優解來逼近全局最優解，達到系統能效優化且運算復雜度較低的目的。

本發明的目的在于提高分布式MIMO系統的能量效率，降低運算復雜度。主要包括兩個部分：基于大尺度衰落信道信息的分簇選擇算法和能效逐增算法。通過分簇選擇算法和能效逐增算法的結合使用，一方面降低了天線選擇運算復雜度，另一方面提高了系統的能量效率。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種基于大尺度衰落信道信息的能效優化快速天線選擇算法，包括以下步驟：

步驟1，基于大尺度衰落信道信息的分簇選擇算法從N個RAU簇中篩選出N_s個使系統能量效率最大的RAU簇；

步驟2，基于能效最優算法優化N_s個RAU簇的能量效率，用N_s個局部最優解來逼近全局最優解，得到使分布式MIMO系統能效最優的信道矩陣以及系統最大的能量效率。

優選地，步驟1包括：

步驟1.1，初始化參數，所述參數包括信道矩陣H，迭代器i＝0，分布式MIMO系統的RAU個數N，系統最大能量效率η_temp＝0，N個RAU簇的位置以及系統能量效率最大的RAU簇個數N_s＝N；

步驟1.2，更新信道矩陣，得到新的信道矩陣H*；