[發明專利]一種大規模MIMO系統最優能效確定方法

在審

• 申請號: 202110378961.6
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113114312A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 楊靜;張麗萍
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04L12/24
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

1.一種大規模MIMO系統最優能效確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)構建大規模MIMO系統能效模型，所述大規模MIMO系統能效模型的參數包括發射天線數M、發射功率ρ和終端用戶數K；

2)初始化發射天線數M、發射功率ρ和終端用戶數K；

3)求得使大規模MIMO系統能效模型的能效值最優的最優發射功率ρ^*，并令大規模MIMO系統能效模型中的發射功率ρ固定為所述最優發射功率ρ^*；

4)固定大規模MIMO系統能效模型中的發射功率ρ后，求得使大規模MIMO系統能效模型的能效值最優的最優終端用戶數K^*和最優發射天線數M^*；

5)將大規模MIMO系統能效模型中的終端用戶數K固定為所述最優終端用戶數K^*，將大規模MIMO系統能效模型的發射天線數M固定為所述最優發射天線數M^*，重復步驟3)～步驟4)，直至滿足迭代次數要求，滿足迭代次數要求后最終得到的最優發射功率、最優終端用戶數和最優發射功率為使構建的大規模MIMO系統能效模型最優的配置，且所述最終得到的最優發射功率、最優終端用戶數和最優發射功率對應的能效值為最優能效。

2.根據權利要求1所述的大規模MIMO系統最優能效確定方法，其特征在于，所述大規模MIMO系統能效模型為：

其中，EE表示大規模MIMO系統能效模型的能效值；τ^(ul)表示上行系統的導頻復用因子；τ^(dl)表示下行系統的導頻復用因子；U表示TDD傳輸協議中的相干塊；表示平均可達速率，且；B表示系統帶寬；σ²表示噪聲功率；S_χ表示平均信道逆衰減；C₁＝P_K，P_K表示保證與終端用戶所連接的電路組件安全運行消耗的功率；L_K表示消耗每焦耳功率用戶端的計算效率；L_M表示消耗每焦耳功率基站端的計算效率；D₀＝P_M，P_M表示與基站端天線連接的電路組件安全運行所需的功率；A＝P_COD+P_DEC+P_BT，P_COD表示編碼所消耗的功率，P_DEC表示解碼所消耗的功率，P_BT表示回程傳輸功率。

3.根據權利要求2所述的大規模MIMO系統最優能效確定方法，其特征在于，若大規模MIMO系統為單小區多用戶大規模MIMO系統模型，則其平均可達速率為：

4.根據權利要求2所述的大規模MIMO系統最優能效確定方法，其特征在于，若大規模MIMO系統為多小區多用戶大規模MIMO系統模型，則其平均可達速率為：

其中，J為小區總個數；表示所有小區之間的干擾，且表示在小區l中的用戶到小區j中基站之間的干擾，其中xlk表示小區l中的第k個用戶所在的位置，l_j(xlk)表示確定位置的用戶到第j個基站的平均信道衰落；表示導頻污染所消耗的功率，且有

5.根據權利要求1所述的大規模MIMO系統最優能效確定方法，其特征在于，步驟4)中，固定大規模MIMO系統能效模型中的發射功率ρ后，采用如下方法求得使大規模MIMO系統能效模型的能效值最優的最優終端用戶數K^*和最優發射天線數M^*：

先將發射天線數M視為定值，求得使大規模MIMO系統能效模型的能效值最優的最優終端用戶數K^*，并令大規模MIMO系統能效模型中的終端用戶數K固定為所述最優終端用戶數K^*；

固定大規模MIMO系統能效模型中的終端用戶數K后，求得使大規模MIMO系統能效模型的能效值最優的發射天線數M^*。