[发明专利]一种导频时移大规模MIMO系统中的下行预编码与基站功率控制方法

权利要求书

1.一种导频时移大规模MIMO系统中的下行预编码与基站功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，获取大规模MIMO系统中每个用户的SLNR如下，

其中，U_ki为第i个小区第k个用户的SLNR，α为转换因子，P_f是基站发送功率，表示有用信号功率，表示用户泄露到本小区其他用户的干扰，Ar表示用户正在发送上行导频信号的那一组小区，表示用户泄露到正在进行上行信道估计的基站的干扰；g_iki第i个小区内第k个用户与第i个小区基站间的信道矢量，为该信道矢量的共轭转置；w_ki为第i个小区内第k个用户的预编码；G_il表示第i个小区基站与第l个小区基站之间的信道矩阵；K为每小区的用户数；i，l和k均为正整数；

步骤2，在最大化SLNR预编码的限定下，根据每个用户的SLNR得到每个用户的预编码为其中，为第i个小区内基站对本小区用户k的信道估计矢量，为该信道估计矢量的共轭转置；为该信道估计误差的方差；表示第i个小区基站与第l个小区基站之间的信道矩阵的共轭转置；I_M为M×M维单位矩阵；

步骤3，利用截断多项式的方法对步骤2得到的预编码进行简化，得到只含大尺度信息的渐进下行信干噪比；

步骤4，根据步骤2得到的预编码和步骤3中得到的渐进下行信干噪比，以大规模MIMO系统中所有用户渐进和速率最大为优化目标，得到最优的下行发送功率P_f和转换因子α；

步骤5，控制用户采用由最优转换因子得到的最大化信漏噪比预编码，控制基站采用得到的最优下行发送功率进行数据发送；

步骤二中，最大化SLNR预编码表示成如下优化问题：

其中，为第i个小区内第k个用户的预编码的共轭转置，M_ki,N_ki分别为，

步骤3中，采用截断多项式简化预编码，对预编码中的进行泰勒展开，并截取有限项，即

其中，N为截断多项式的长度，b_ki,n为截断多项式系数，其使得波束赋形矢量满足归一化限制；

步骤4中，采用粒子群算法优化求解系统的最优下行发送功率和转换因子；

步骤4中，以大规模MIMO系统中所有用户渐进和速率最大为优化目标表示如下，

其中，为第i个小区内第k个用户的渐进信干噪比，L为系统中的小区数，P和A分别是P_f和α的经验值上界。