[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

本發明涉及一種CF mmWave mMIMO系統中基于最優GEE的功率分配方法，屬于無線通信技術領域。該方法包括：S1：搭建CF mmWave mMIMO；S2：計算用戶的可達速率；S3：構建全局能效優化問題P1；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。本發明采用CF mMIMO技術減少了用戶間干擾，特別是小區邊緣處的干擾來提高用戶體驗；并通過CF mMIMO和毫米波技術的結合，提了高系統的可達速率和功率分配策略性能。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，涉及一種CF mmWave mMIMO系統中基于最優GEE的功率分配方法。

背景技術

在無線通信基站覆蓋的區域內，大規模MIMO可以配置10根以上的天線，相對于4G系統(可以配置4根或8根)來說，增加了天線的數量，高達兩級以上，這些天線采用大規模集中放置的模式，應用于覆蓋區域的用戶，且在同一時頻資源上，充分發揮基站空間自由度，與基站通信時，大大地提高了頻譜效率，以防止小區干擾的能力。利用基站大規模天線配置的分集或者陣列增益，能夠提高基站和用戶之間的功率。

大規模MIMO通信的特點：1)隨機變化：在傳統MIMO中，由于天線數較少，發送端和接收端形成的信道都具備各自的個體性和獨特性，相互之間關聯性較小。然而，當天線數增加到無窮時候，原本屬于隨機的信道矩陣，此時各元素簡將存在一定的確定性，這樣矩陣可以通過某些方式進行分解，實現整體運算復雜度的降低。此外，天線陣列的孔徑越大，其精確度也將變得越高。2)降低用戶間干擾：隨著基站側天線數量的增加，用戶間信道趨于正交，而當基站天線數趨于無窮時，通常嚴重影響通信系統性能的熱噪聲和不相干的小區間干擾可以忽略不計。無需采用協調不同基站進行合作傳輸的方法減小干擾，而是通過數量眾多的天線來增加有用信號的功率，從而增加信干比，減小干擾的影響。3)系統性能受到導頻污染的限制：系統性能將唯一受限于相鄰小區間重復使用相同的導頻序列所帶來的導頻污染。為了減小導頻污染，有研究者提出了位移導頻序列的方法。在不同小區之間雖然使用相同的導頻序列，但是相鄰小區之間的導頻序列在幀中所處的位置避免相互重疊。這樣即使所有用戶同時進行上行鏈路傳輸也不會發生因導頻復用而引起的導頻污染。

為了降低導頻污染對大規模MIMO系統性能造成的不利影響，利用TDD模式，多用戶可以使用不同的正交的導頻信號來進行各自的信道估計，但是考慮到符號周期要小于相干時間，所以導頻信息不能無限多，這就導致了相鄰小區的用戶可能使用同樣的導頻信息，從而導致基站接收到的導頻信息并非來自本小區的用戶，從而導致導頻污染的現象。目前上沒有成熟的解決方案，大多數研究都是從導頻的特殊設計、小區間的協同工作等角度來解決該問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種去蜂窩毫米波大規模MIMO(cell-freemillimeter wave massive MIMO,CF mmWave mMIMO)系統中基于最優總能效(globalenergy efficiency,GEE)的功率分配方法，用于減少大規模MIMO系統中用戶間干擾，尤其是小區邊緣處的干擾，從而提高用戶體驗；同時提高系統的可達速率和功率分配策略性能。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種CF mmWave mMIMO系統中基于最優總能效(global energy efficiency,GEE)的功率分配方法，具體包括以下步驟：

S1：搭建CF mmWave 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；

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。