[发明专利]多小区分布式MIMO系统中优化能效的天线选择方法

说明书

本发明公开了一种多小区分布式MIMO系统的天线选择方法，所述方法基于大尺度信道信息选择端口单元和能效递增准则，先选端口后选天线，因此缩小了天线选择范围，降低了算法复杂度，有效提升了系统的能效。发送端仅需获取各小区大尺度信道信息和小尺度衰落的相关矩阵，因大尺度信道变化缓慢且易于获取，因此降低了系统反馈开销，更易于工程实现。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及多小区分布式MIMO系统的天线选择方法。

背景技术

通信系统的高效性通常是通过系统容量或者频谱效率来衡量，而在“绿色通信”的倡导下还需要关注系统的能量效率。有文献公开了分布式天线频谱共享系统中的天线选择问题，在完全信道状态信息条件下，通过优化搜索方式得到最佳的天线选择方案。还有文献公开了仅适用于单小区分布式天线场景的有限反馈天线选择策略，不能直接推广至存在干扰的多小区系统。还有文献公开了在分布式天线系统的基站仅能获得大尺度信道信息时提供了基于大尺度信道信息的功率分配方案，但是分布式天线系统的端口单元只配置一根天线，不适用于分布式MIMO系统。

发明内容

本发明提供了在多小区分布式MIMO系统中，基于大尺度信道信息选择端口单元、基于能效递增选择天线的天线选择方法，发送端仅需获取各小区大尺度信道信息和小尺度衰落的相关矩阵，因大尺度信道变化缓慢且易于获取，因此降低了系统反馈开销，更易于工程实现。

本方案采用如下的技术方案：将小区k内天线端口单元n的天线相关矩阵B_i和大尺度信道信息矩阵的內积矩阵Q_n^k按各列元素模值和的大小降序排列；k为小区序号，n为天线端口单元序号，m为被选天线端口单元序号。将內积矩阵Q_n^k各列模值和的平均值记为若第n个天线端口单元的分别小于剩余天线端口单元的天线相关矩阵和大尺度信道信息矩阵的內积矩阵的最后一列元素模值的和，则舍弃该天线端口单元，最终剩余的天线端口即为被选中的天线端口单元；记被选中的天线端口单元m的內积矩阵为Q_m^k，从Q_m^k中删除小于的列，删除后的被选天线端口单元m的內积矩阵为Q'_m^k；然后根据系统能效选出使系统能效η_EE最优的列，其对应的天线即为小区k的传输天线。

附图说明

图1为本发明的系统模型。

具体实施方式

多小区分布式MIMO系统的参数为(M,N,L,K)，其参数意义为多小区分布式MIMO系统中有K个小区，每个小区有一个用户(第k个小区用户记为用户k)终端且该用户终端配置M根天线，每一个小区包含N个配置了L根天线的相隔较远的天线端口单元，该系统模型如图1所示。

多用户分布式MIMO系统等功率分配时下行用户k(k＝1,2，…，K)的接收信号可表示为：

其中xⁱ为NL×1维基站向用户i(i＝1,2,…,K)发送的信号；H^k,i为M×NL维用户k与小区i各个天线端口单元间的信道矩阵；z^k为M×1维加性高斯白噪声矢量。信道矩阵可分解为包含小尺度信道信息W与大尺度信道信息G，考虑天线相关时第i个小区的天线到用户k的信道矩阵的模型可表示为：