[发明专利]基于大规模MIMO的联合用户调度方法、功率分配方法

权利要求书

1.一种基于大规模MIMO的联合用户调度方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：获得信道矩阵、功率分配向量、调度向量以及预编码矩阵；

步骤2：计算宏用户、小基站和小用户处的信干噪比及平均数据速率区域；

步骤3：基于在非理想信道状态信息和无线回传队列有限的条件下最大化网络效用函数，计算最优调度向量；

步骤4：计算宏基站、小基站的功率分配；

步骤5：基于更新后的队列和所述功率分配，进行下行数据传输。

2.如权利要求1所述的联合用户调度方法，其特征在于：

所述最优调度向量是在每个时刻t，通过CVX凸优化工具箱中基于连续凸逼近的方法，对系统队列缓存向量，利用李雅普诺夫漂移加惩罚算法计算得到的。

3.如权利要求2所述的联合用户调度方法，其特征在于：

所述最优调度向量是根据最小化(网络队列、虚拟队列和Λ的影响)-(小基站队列和q的影响)得到的。

4.如权利要求3所述的联合用户调度方法，其特征在于：

所述最优调度向量是将减去计算得到的。

5.如权利要求3所述的联合用户调度方法，其特征在于：

计算宏用户、小基站和小用户处的信干噪比时，利用随机矩阵理论进行计算。

6.一种基于大规模MIMO的功率分配方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：获得信道矩阵、功率分配向量、调度向量以及预编码矩阵；

步骤2：计算宏用户、小基站和小用户处的信干噪比及平均数据速率区域；

步骤3：基于在非理想信道状态信息和无线回传队列有限的条件下最大化网络效用函数，计算最优调度向量；

步骤4：计算宏基站的功率分配和小基站的功率分配；

步骤5：基于更新后的队列和所述功率分配，进行下行数据传输。

7.如权利要求6所述的功率分配方法，其特征在于：

所述宏基站的功率分配是根据网络队列、虚拟队列和Λ的影响得到的；所述小基站的功率分配是根据小基站队列和q的影响得到的。

8.如权利要求7所述的功率分配方法，其特征在于：

计算所述宏基站和小基站的功率分配时，利用拉格朗日乘子法进行计算。

9.如权利要求8所述的功率分配方法，其特征在于：

所述宏基站功率分配的计算，满足下式：

其中KKT乘子μ₀＞0，K_s为整个基站系统中接受宏基站调度的用户总数,N表示小基站数量，表示宏基站的最大发射功率,是非负有限度量的斯蒂尔切斯变换，A_k(t)＝Q_k(t)+Y_k(t)，为宏基站队列与虚拟队列之和。

10.如权利要求8所述的功率分配方法，其特征在于：

所述小基站功率分配的计算，满足下式：

其中，KKT乘子μ_s＞0，N_s表示小基站调度的小用户数量，D_s,i(t)表示小基站s在t时刻的回传阵列，表示小基站的最大发射功率；为第s个小基站对第i个小用户的发射功率的系数，N_s表示所述小基站服务的小用户数量。