[发明专利]基于低复杂度接收机的上行大规模MIMO系统功率控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及基于低复杂度接收机的上行大规模MIMO系统功率控制方法。

背景技术

随着智能终端普及应用及移动新业务需求持续增长，无线传输速率需求将在今后10年呈指数增长，大规模MIMO(Massive MIMO)时分双工系统作为一种新颖的蜂窝网络结构成为当前的研究热点，在大规模MIMO系统中，基站端有数量巨大的低功率小天线，天线数目远远超过同时调度的单天线用户数量，基站和用户之间通过时分双工进行通信。大规模天线阵列提供了很高的阵列增益和很高的空间分辨率。在较好的传播条件下，线性大规模MIMO接收机可以有效地消除小区内的干扰和噪声。

在传统的线性接收机中，MMSE接收机可以最大化接收速率。然而，MMSE接收机的实现需要涉及所有用户的联合信道矩阵的求逆运算，当同时服务大量用户时，如此庞大的矩阵求逆运算量是不可行的。

另一方面，MIMO能效传输方案作为新话题成为当前的研究热点，通过基站端的线性处理，大规模MIMO系统可以减少上行传输功率，提高能效，这对于没有外接电源的用户来说是非常有意义的。然而，传统的能效传输方案假设总功率平均分配给所有用户，这样并不能充分挖掘大规模MIMO系统在单用户功率控制方面的潜力。

发明内容

发明目的：本发明旨在提出一种功率损耗小、复杂度低的基于低复杂度接收机的上行大规模MIMO系统功率控制方法。

技术方案：一种基于低复杂度接收机的上行大规模MIMO系统的功率控制方法，包括如下步骤：

步骤一：在上行大规模MIMO系统且信道为相关瑞利块衰落信道情况下，采用TPE接收机近似MMSE接收机，以截断多项式来近似MMSE接收机中的矩阵的逆，从而降低复杂度；

步骤二：采用确定性等价的方法，计算使用TPE接收机时的近似SINR；

步骤三：基于SINR的确定性等价近似，运用迭代算法来联合优化TPE接收机的多项式系数和用户的功耗。

所述步骤一中：

1)上行大规模MIMO系统模型：

考虑单小区上行大规模MIMO系统配备有M根天线的基站接收来自K个单天线用户的数据；通过基站端的线性检测器处理后的接收信号表示为：

r=AHy=AHGP12x+AHn]]>

其中，为基站端的接收信号，为所有用户的联合信道矩阵，为第k个用户的信道矢量，对角矩阵的对角线元素为每个用户所分配的功率权重，由所有用户的上行发射信号组成，为第k个用户的发射数据符号，为加性高斯白噪声，I_M为M×M的单位矩阵；

第k个用户的处理后的SINR表示为：