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

说明书

本发明涉及一种CF mmWave mMIMO系统中基于最优GEE的功率分配方法，属于无线通信技术领域。该方法包括：S1：搭建CF mmWave mMIMO；S2：计算用户的可达速率；S3：构建全局能效优化问题P1；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。本发明采用CF mMIMO技术减少了用户间干扰，特别是小区边缘处的干扰来提高用户体验；并通过CF mMIMO和毫米波技术的结合，提了高系统的可达速率和功率分配策略性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种CF mmWave mMIMO系统中基于最优GEE的功率分配方法。

背景技术

在无线通信基站覆盖的区域内，大规模MIMO可以配置10根以上的天线，相对于4G系统(可以配置4根或8根)来说，增加了天线的数量，高达两级以上，这些天线采用大规模集中放置的模式，应用于覆盖区域的用户，且在同一时频资源上，充分发挥基站空间自由度，与基站通信时，大大地提高了频谱效率，以防止小区干扰的能力。利用基站大规模天线配置的分集或者阵列增益，能够提高基站和用户之间的功率。

大规模MIMO通信的特点：1)随机变化：在传统MIMO中，由于天线数较少，发送端和接收端形成的信道都具备各自的个体性和独特性，相互之间关联性较小。然而，当天线数增加到无穷时候，原本属于随机的信道矩阵，此时各元素简将存在一定的确定性，这样矩阵可以通过某些方式进行分解，实现整体运算复杂度的降低。此外，天线阵列的孔径越大，其精确度也将变得越高。2)降低用户间干扰：随着基站侧天线数量的增加，用户间信道趋于正交，而当基站天线数趋于无穷时，通常严重影响通信系统性能的热噪声和不相干的小区间干扰可以忽略不计。无需采用协调不同基站进行合作传输的方法减小干扰，而是通过数量众多的天线来增加有用信号的功率，从而增加信干比，减小干扰的影响。3)系统性能受到导频污染的限制：系统性能将唯一受限于相邻小区间重复使用相同的导频序列所带来的导频污染。为了减小导频污染，有研究者提出了位移导频序列的方法。在不同小区之间虽然使用相同的导频序列，但是相邻小区之间的导频序列在帧中所处的位置避免相互重叠。这样即使所有用户同时进行上行链路传输也不会发生因导频复用而引起的导频污染。

为了降低导频污染对大规模MIMO系统性能造成的不利影响，利用TDD模式，多用户可以使用不同的正交的导频信号来进行各自的信道估计，但是考虑到符号周期要小于相干时间，所以导频信息不能无限多，这就导致了相邻小区的用户可能使用同样的导频信息，从而导致基站接收到的导频信息并非来自本小区的用户，从而导致导频污染的现象。目前上没有成熟的解决方案，大多数研究都是从导频的特殊设计、小区间的协同工作等角度来解决该问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种去蜂窝毫米波大规模MIMO(cell-freemillimeter wave massive MIMO,CF mmWave mMIMO)系统中基于最优总能效(globalenergy efficiency,GEE)的功率分配方法，用于减少大规模MIMO系统中用户间干扰，尤其是小区边缘处的干扰，从而提高用户体验；同时提高系统的可达速率和功率分配策略性能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种CF mmWave mMIMO系统中基于最优总能效(global energy efficiency,GEE)的功率分配方法，具体包括以下步骤：

S1：搭建CF mmWave 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；

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。