[發(fā)明專利]H-CRAN中基于譜效最大化的子載波與功率聯(lián)合優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011593085.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112738827B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 許曉榮;趙彬;王玉軍;馮維;姚英彪
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/16;H04W28/22;H04W72/04
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.H-CRAN中基于譜效最大化的子載波與功率聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、異構云無線接入網中基于譜效最大化的子載波與功率聯(lián)合優(yōu)化方法場景假設與建模；

步驟2、對上下行鏈路子載波分配變量進行優(yōu)化；

步驟3、對基站發(fā)射功率和用戶發(fā)射功率進行優(yōu)化：

步驟4、對上下行鏈路的子載波分配、基站發(fā)射功率向量和用戶發(fā)射功率向量進行聯(lián)合優(yōu)化；

步驟1所述的異構云無線接入網中基于譜效最大化的子載波與功率聯(lián)合優(yōu)化方法場景假設與建模，具體如下：

在具體描述設計策略之前，做出如下假設：

(1)上下行鏈路傳輸發(fā)生在相同時刻的不同子載波上；

(2)所有信道增益服從瑞利衰落，基站能獲取所有用戶的信道狀態(tài)信息；

(3)前傳鏈路的容量限制是理想的；

下行鏈路中，用戶u在子載波c上的信噪比為：

則用戶u在子載波c上的可達信息速率為：

上行鏈路中，用戶u在子載波c上的信噪比為：

則用戶u在子載波c上的可達信息速率為：

系統(tǒng)的頻譜效率為：

其中，總子載波數(shù)為C，總用戶數(shù)為U；

每個基站的發(fā)射功率要滿足

每個用戶的發(fā)射功率要滿足

其中，RRH的數(shù)量為B；b＝0代表宏基站，在此宏基站和RRH統(tǒng)一稱為基站；

綜上，為使系統(tǒng)的頻譜效率最大化，同時滿足發(fā)射功率約束，優(yōu)化問題可以用數(shù)學公式表示為：

P₀:

其中，表示上行鏈路中用戶u在子載波c上的信噪比，表示下行鏈路中用戶u在子載波c的信息速率，f為每個子載波的帶寬，B為RRH的數(shù)量，其中b＝0代表宏基站，在此宏基站和RRH統(tǒng)一稱為基站，為基站在子載波c上的發(fā)射功率，表示用戶u向基站b在子載波c上的發(fā)射功率，表示下行鏈路中基站b到用戶u在子載波c上的鏈路增益，表示上行鏈路中用戶u到基站b在子載波c上的鏈路增益，N₀表示加性高斯白噪聲的功率，表示子載波c分配給用戶u，y_c＝1表示子載波分配到下行鏈路，分別代表基站b和用戶u的最大發(fā)射功率；

步驟2所述的對上下行鏈路子載波分配變量進行優(yōu)化，具體實現(xiàn)如下：

對于每個子載波，選擇傳輸速率最大的用戶：

下行鏈路：

上行鏈路

如果則y_c＝1，否則y_c＝0，

步驟3所述的對基站發(fā)射功率和用戶發(fā)射功率進行優(yōu)化，具體實現(xiàn)如下：

(1)對基站發(fā)射功率進行優(yōu)化：

優(yōu)化問題：

P₁:

(2)對用戶發(fā)射功率進行優(yōu)化：

優(yōu)化問題：

P₂:

針對上下行鏈路的功率求解，采用CVX工具箱求解；

步驟4所述的對上下行鏈路的子載波分配、基站發(fā)射功率向量和用戶發(fā)射功率向量進行聯(lián)合優(yōu)化：

上述優(yōu)化問題的求解過程具體如下：

(1)初始化迭代次數(shù)index＝1，系統(tǒng)頻譜效率為R(0)＝0，

(2)第index次迭代，執(zhí)行以下循環(huán)：

①根據和利用子載波分配方法求解x(index)和y(index)；

②根據x(index)和y(index)利用功率分配方法求解和

(3)計算R(index)，增加index，返回(2)，直到R(index)＝R(index-1)或者index＝index^max。