[发明专利]一种CF-mMIMO下的用户分簇及功率分配方法

说明书

一种CF‑mMIMO下的用户分簇及功率分配方法，涉及通信技术领域,是为了解决目前的用户分簇方法的计算量较大导致的不易于实现，以及用户的功率分配方法还需要提供提高服务的公平性的问题。本方法通过最大化所有用户的最小SINR，从而最大化接入网络的用户，最小化用户的掉线率。不需要知道用户的具体位置信息就可以对用户进行分簇，该分簇方法的计算量较低，更易于实现；对于功率控制系数分配，该算法保证了最大化簇内所有用户的最小SINR，保证了用户服务的公平性以及用户的接入。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，具体涉及Cell-free Massive MIMO下的功率控制技术

背景技术

随着通信技术的发展，无线接入设备的数量和数据流量的消耗将呈现爆炸式增长。 Massive MIMO是一种很有前途的5G无线接入技术，具有多个天线的基站可以在同一时频资源中同时为许多用户服务，该技术可以通过简单的信号处理来提供高吞吐量，可靠性和能效。近年来，Cell-Free Massive MIMO已作为一种新型的分布式大规模MIMO网络体系结构被提出，该体系结构配备有大量的分布式接入点(AP)，服务于数量更少的分布式用户。对于CF-mMIMO，所有接入点通过前传链路连接到中央处理单元，并且不再存在小区边界的概念。与现有的集中式Massive MIMO相比，CF-mMIMO不仅在一定程度上继承了信道硬化的良好特性，而且具有更高的能量效率和系统部署灵活性。分布式网络拓扑使CF-mMIMO能够从宏观多样性中受益，减轻集中式Massive MIMO的边缘影响，并确保更好的系统覆盖率，用户服务公平性和网络吞吐量。显然，CF-mMIMO网络有望成为未来的潜在架构之一。

在CF-mMIMO中，上行链路和下行链路以TDD模式工作，并且相干间隔通常分为三个阶段：上行链路训练，下行链路有效载荷数据传输和上行链路有效载荷数据传输。上行链路训练完成信道的估计，对于TDD，在上行链路和下行链路中的信道增益是相同的，在下行链路有效载荷数据传输和上行链路有效载荷数据传输的过程中会应用训练过程中得到的信道估计信息进行数据信号的处理。

目前的用户分簇及功率分配方法如：文献[1](Rezaei,A.R.Heidarpour,C.等在2020 年4月在IEEE Communications Letters,公开的《Tellambura and A.Tadaion,“Underlaid Spectrum Sharing for Cell-Free Massive MIMO-NOMA》)的分簇方法存在的计算量较大导致的不易于实现；功率分配方法还需要提供提高服务的公平性。

发明内容

本发明是为了解决目前的用户分簇方法的计算量较大导致的不易于实现，以及用户的功率分配方法还需要提供提高服务的公平性，从而提供一种Cell-free Massive MIMO下最大用户信干燥比的用户分簇及功率分配方法。

Cell-free Massive MIMO下最大用户信干燥比的用户分簇及功率分配方法，在Cell-free Massive MIMO下：所有AP在相同的时频资源下同时向所有用户提供服务；其特征是：Cell-free Massive MIMO下最大用户信干燥比的用户分簇及功率分配方法的具体方法为：

步骤一、初始化：设置初始分簇数I₀、最大分簇数I_max；

步骤二、执行第l+1次迭代：对所有用户进行分簇，分成I₀+l个用户簇，对每个用户簇均通过SCA算法计算功率控制系数，得到最小的用户信干噪比Γ_min；

步骤三、判断步骤二获得的最小的用户信干噪比Γ_min用户是否大于或等于预设的停止迭代条件Γ_min≥γ_th，如果判断结果为是，则执行步骤四；如果判断结果为否且 I₀+l＝I_max，则执行步骤五；