一种去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114285444A(43)申请公布日2022.04.05(21)申请号202111163511.1(22)申请日2021.09.30(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市栖霞区文苑路9号(72)发明人杨龙祥杨晓萍(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人刘艳艳(51)Int.Cl.H04B7/0426(2017.01)H04B7/0413(2017.01)H04L5/00(2006.01)H04W24/02(2009.01)H04W24/08(2009.01)权利要求书3页说明书10页附图3页(54)发明名称一种去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法(57)摘要本发明公开了一种去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法，包括如下步骤，获取系统的初始参数信息，建立接入点AP的接收信号函数；根据所述接收信号函数，建立上行用户和速率优化问题；基于wMMSE算法，寻求所述优化问题的最优解；根据最优解，获取系统内所有用户的功率优化结果。本发明采用的功率优化方法，提高了上行用户和速率，从而补偿了由干扰器引起的用户速率下降，提高了去蜂窝大规模MIMO系统的整体性能。CN114285444ACN114285444A权利要求书1/3页1.一种去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法，其特征是，包括如下步骤，获取系统的初始参数信息，建立接入点AP的接收信号函数；根据所述接收信号函数，建立上行用户和速率优化问题；基于wMMSE算法，寻求所述优化问题的最优解；根据最优解，获取系统内所有用户的功率优化结果。2.根据权利要求1所述的去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法，其特征是，所述接入点AP的接收信号函数为其中，yl为接入点AP的M维接收信号函数，M为接入点AP的天线数量；ρ为用户的信号发送功率；q为干扰器的信号发送功率；ηk为任意用户k的功率控制参数；xk为用户数据信号；sj为干扰数据信号；为加性高斯白噪声，表示随机变量满足复高斯分布，IM表示M×M维单位矩阵；gl,k为第l个AP与用户k之间的信道，gl,j为第l个AP与干扰器j之间的信道，且满足βl,k为用户信道的大尺度衰落参数，βl,j为干扰信道的大尺度衰落参数，IM表示M×M维单位矩阵。3.根据权利要求2所述的去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法，其特征是，根据所述接收信号函数，进行上行导频训练和上行数据传输，获取用户信道估计和干扰信道估计；所述用户信道估计表达式为，其中，为用户信道估计；参数α1为用户信道估计关于真实用户信道的系数，α2为用户信道估计关于真实干扰信道的系数，cl,k为利用MMSE进行用户信道估计得到的系数；ρp为用户的导频传输功率；qp分别为用户和干扰器的导频传输功率；为导频传输序列长度；为用户k采用的维度为的复数列向量导频；为干扰器发送的导频，表示的共轭转置运算，且满足E表示期望；为加性高斯白噪声，IM表示M×M维单位矩阵；k′表示用户序号；集合表示与用户k使用相同导频的用户序号集，并包含用户k；gl,k′表示第l个AP与第k′个用户之间的信道；2CN114285444A权利要求书2/3页所述干扰信道估计表达式为，其中，为干扰信道估计；b为干扰信道估计关于真实干扰信道的系数；为一个未被用户使用的导频；为加性高斯白噪声，IM表示M×M维单位矩阵。4.根据权利要求3所述的去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法，其特征是，还包括，根据用户信道估计和干扰信号估计，建立上行用户速率闭式表达式；所述上行用户速率闭式表达式为Rk＝log2(1+SINRk)其中，Rk为上行用户速率，SINRk为信干噪比，其表达式如下，a.s.表示全概率成立；ρu和qu分别为用户和干扰器的最大信号发射功率；L为接入点AP的数量；表示用户信道估计关于真实干扰信道的系数的伴随矩阵运算；γl,k表示用户信道估计中随机变量元素的方差；γl,j表示干扰信道估计中随机变量元素的方差。5.根据权利要求4所述的去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法，其特征是，还包括，根据上行用户速率闭式表达式，建立上行用户和速率优化问题，表达式如下，s.t.0≤ηk≤1,P1为第一优化问题；s.t.表示约束条件；ηk为任意用户k的功率控制参数；Rk为上行用户速率。6.根据权利要求5所述的去蜂窝大规模MIMO系统的功率优化方法，其特征是，还包括，将优化问题P1转化为优化问题P2，表达式如下，s.t.其中，P2为第一优化问题；s.t.表示约束条件；vk为接收机参数；ξk为用户k的功率控制参数ηk开根号，满足ek为单输入单输出系统的输入信号与单输入单输出系统输出信号经接收机检测得到的信号的均方误差；μk为最小均方误差的倒数。7.根