[发明专利]CF mmWave mMIMO系统中基于最优GEE的功率分配方法

权利要求书

1.一种CF mmWave mMIMO系统中基于最优总能效的功率分配方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：搭建去蜂窝毫米波大规模MIMO(cell-free millimeter wave massive MIMO,CFmmWave mMIMO)系统；

S2：计算用户的可达速率；

S3：构建全局能效优化问题P1为：

P1：

其中，η_m,k表示第m个接入点(access points,AP)对第k个用户的传输功率，其他用户的传输功率为η_/m,k，表示第k个用户的可达速率，P_T表示总功率，P_max,m表示第m个AP的最大传输功率，P_c,m表示第m个AP的电路消耗功率，P_bh,m表示第m个AP的回程链路功率，δ为传输效率；K、M分别表示AP个数和用户数量；表示第m个AP服务的用户集，

S4：采用基于Gauss-Seidel-type的迭代的方法，求解问题P1，得出每个接入点对每个用户的传输功率；

采用基于Gauss-Seidel-type的迭代的方法，将问题P1转为问题P2：

P2：

其中，t表示迭代索引；当在解决P2问题的每次迭代过程中，其他用户的功率被假设为已知，由于存在个用户被第m个AP服务，所以P2问题需要解决个子问题，每个子问题可以采用Dinkelbach算法解决；将问题P2的限制条件转换为单用户的功率限制条件，即其中是归一化因子，表示在第t-1次迭代中计算得到的功率值。

2.根据权利要求1所述的功率分配方法，其特征在于，步骤S1中，搭建的CF mmWavemMIMO系统为：假设该系统配置了M个AP和K个用户，每个用户配置N_r个接收天线，每个AP配置N_t个发射天线；假设表示AP和用户之间的关系，当D(m,k)＝1时表示第m个AP服务第k个用户，当D(m,k)＝0时表示第m个AP不为第k个用户服务；第m个AP服务的用户集为第k个用户的AP服务簇为

采用以用户为中心的功率控制策略，假设每个AP能服务的最大用户数为N_UE,max，每个UE最多能被N_AP,max个AP服务；构造D使得

3.根据权利要求2所述的功率分配方法，其特征在于，实现D使得的具体步骤为：第一步，选择N_UE,max个最大信道增益激活矩阵D的行；第二步，根据M-N_AP,max个最小信道增益在D的每个列上清零。

4.根据权利要求2或3所述的功率分配方法，其特征在于，步骤S2中，第k个用户的可达速率表示为：

其中，表示第k个用户的相关矩阵加上有效噪声，B₀表示子载波带宽，I表示单位矩阵，H_k,m表示第k个用户和第m个AP之间的信道增益；表示第k个用户的波束赋形器，I_P表示大小为P的单位矩阵，1_Nr/P表示大小为N_r/P的全1矩阵，P表示接收天线分组的组数；F_m,k表示第m个AP对第k个用户使用的预编码矩阵。