[發明專利]一種適用于緊致陣列Massive MIMO系統的兩級功率分配方法

有效

• 申請號: 202110592238.8
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113315556B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張陽;陶云舒;龐立華;欒英姿
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B7/0426
• 分類號: H04B7/0426;H04B7/0456
• 代理公司: 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙) 61257
• 代理人: 李明全

1.一種適用于緊致陣列Massive MIMO系統的兩級功率分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于緊致陣列Massive MIMO系統，構建多用戶MIMO下行鏈路的信道模型；

根據所述信道模型，以信道容量最大化為目標且發送功率為變量確定優化問題；

采用拉格朗日對偶理論求解所述優化問題，得到基站為每個用戶分配的功率；

以基站為每個用戶分配的功率為約束條件，將所述優化問題分解為多個子問題，求解每個所述子問題，得到在基站發出的每個數據流中給每個用戶分配的功率；

所述信道模型具體為：

其中，為信道模型；γ是歸一化系數，N^t為基站發射天線的數量，N^k為第k個用戶配有的接收天線數量，N_cl為散射簇的數量，N_ray為每個散射簇的傳播子徑的數量；α_il是第i個散射簇中第l條子徑的復數路徑增益；表示第i個散射簇中第l條子徑接收天線陣列的陣元增益；表示第i個散射簇中第l條子徑發射天線陣列的陣元增益；表示第i個散射簇中第l條子徑歸一化的接收導向矢量；表示第i個散射簇中第l條子徑歸一化的發射導向矢量；中當x＝t時表示為發射端的離開角，當x＝r時表示為接收端的到達角；

以信道容量最大化為目標且發送功率為變量確定優化問題包括：

根據所述信道模型，建立考慮互耦效應的信道矩陣：

其中，C^BS表示基站端的互耦矩陣，表示第k個用戶端的互耦矩陣；

確定優化問題為：

其中，P_k為基站為第k個用戶分配的功率，為信道容量，I為單位矩陣，為噪聲方差，W_k為分配給第k個用戶的預編碼矩陣，P_tot為基站的總發射功率；

多個所述子問題具體為：

其中，p_k,i為第i個數據流上分配給第k個用戶的功率；

求解所述子問題包括：

重建所述子問題為：

其中，為基站端第j根發射天線到第k個用戶的第i根接收天線之間的預編碼系數，基站端第j根發射天線到第k個用戶的第i根接收天線之間的信道傳輸系數；

采用拉格朗日對偶理論對重建后的所述子問題進行求解，得到局部最優解為：

其中，μ₂為常數。