[發明專利]CF mmWave mMIMO系統中基于最優GEE的功率分配方法

有效

• 申請號: 202011443980.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112564746B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 何云;申敏;鄭建宏;鄭煥平;陳呂洋
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0426;H04W72/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種CF mmWave mMIMO系統中基于最優總能效的功率分配方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

S1：搭建去蜂窩毫米波大規模MIMO(cell-free millimeter wave massive MIMO,CFmmWave mMIMO)系統；

S2：計算用戶的可達速率；

S3：構建全局能效優化問題P1為：

P1：

其中，η_m,k表示第m個接入點(access points,AP)對第k個用戶的傳輸功率，其他用戶的傳輸功率為η_/m,k，表示第k個用戶的可達速率，P_T表示總功率，P_max,m表示第m個AP的最大傳輸功率，P_c,m表示第m個AP的電路消耗功率，P_bh,m表示第m個AP的回程鏈路功率，δ為傳輸效率；K、M分別表示AP個數和用戶數量；表示第m個AP服務的用戶集，

S4：采用基于Gauss-Seidel-type的迭代的方法，求解問題P1，得出每個接入點對每個用戶的傳輸功率；

采用基于Gauss-Seidel-type的迭代的方法，將問題P1轉為問題P2：

P2：

其中，t表示迭代索引；當在解決P2問題的每次迭代過程中，其他用戶的功率被假設為已知，由于存在個用戶被第m個AP服務，所以P2問題需要解決個子問題，每個子問題可以采用Dinkelbach算法解決；將問題P2的限制條件轉換為單用戶的功率限制條件，即其中是歸一化因子，表示在第t-1次迭代中計算得到的功率值。

2.根據權利要求1所述的功率分配方法，其特征在于，步驟S1中，搭建的CF mmWavemMIMO系統為：假設該系統配置了M個AP和K個用戶，每個用戶配置N_r個接收天線，每個AP配置N_t個發射天線；假設表示AP和用戶之間的關系，當D(m,k)＝1時表示第m個AP服務第k個用戶，當D(m,k)＝0時表示第m個AP不為第k個用戶服務；第m個AP服務的用戶集為第k個用戶的AP服務簇為

采用以用戶為中心的功率控制策略，假設每個AP能服務的最大用戶數為N_UE,max，每個UE最多能被N_AP,max個AP服務；構造D使得

3.根據權利要求2所述的功率分配方法，其特征在于，實現D使得的具體步驟為：第一步，選擇N_UE,max個最大信道增益激活矩陣D的行；第二步，根據M-N_AP,max個最小信道增益在D的每個列上清零。

4.根據權利要求2或3所述的功率分配方法，其特征在于，步驟S2中，第k個用戶的可達速率表示為：

其中，表示第k個用戶的相關矩陣加上有效噪聲，B₀表示子載波帶寬，I表示單位矩陣，H_k,m表示第k個用戶和第m個AP之間的信道增益；表示第k個用戶的波束賦形器，I_P表示大小為P的單位矩陣，1_Nr/P表示大小為N_r/P的全1矩陣，P表示接收天線分組的組數；F_m,k表示第m個AP對第k個用戶使用的預編碼矩陣。