[发明专利]H-CRAN中基于谱效最大化的子载波与功率联合优化方法

权利要求书

1.H-CRAN中基于谱效最大化的子载波与功率联合优化方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、异构云无线接入网中基于谱效最大化的子载波与功率联合优化方法场景假设与建模；

步骤2、对上下行链路子载波分配变量进行优化；

步骤3、对基站发射功率和用户发射功率进行优化：

步骤4、对上下行链路的子载波分配、基站发射功率向量和用户发射功率向量进行联合优化；

步骤1所述的异构云无线接入网中基于谱效最大化的子载波与功率联合优化方法场景假设与建模，具体如下：

在具体描述设计策略之前，做出如下假设：

(1)上下行链路传输发生在相同时刻的不同子载波上；

(2)所有信道增益服从瑞利衰落，基站能获取所有用户的信道状态信息；

(3)前传链路的容量限制是理想的；

下行链路中，用户u在子载波c上的信噪比为：

则用户u在子载波c上的可达信息速率为：

上行链路中，用户u在子载波c上的信噪比为：

则用户u在子载波c上的可达信息速率为：

系统的频谱效率为：

其中，总子载波数为C，总用户数为U；

每个基站的发射功率要满足

每个用户的发射功率要满足

其中，RRH的数量为B；b＝0代表宏基站，在此宏基站和RRH统一称为基站；

综上，为使系统的频谱效率最大化，同时满足发射功率约束，优化问题可以用数学公式表示为：

P₀:

其中，表示上行链路中用户u在子载波c上的信噪比，表示下行链路中用户u在子载波c的信息速率，f为每个子载波的带宽，B为RRH的数量，其中b＝0代表宏基站，在此宏基站和RRH统一称为基站，为基站在子载波c上的发射功率，表示用户u向基站b在子载波c上的发射功率，表示下行链路中基站b到用户u在子载波c上的链路增益，表示上行链路中用户u到基站b在子载波c上的链路增益，N₀表示加性高斯白噪声的功率，表示子载波c分配给用户u，y_c＝1表示子载波分配到下行链路，分别代表基站b和用户u的最大发射功率；

步骤2所述的对上下行链路子载波分配变量进行优化，具体实现如下：

对于每个子载波，选择传输速率最大的用户：

下行链路：

上行链路

如果则y_c＝1，否则y_c＝0，

步骤3所述的对基站发射功率和用户发射功率进行优化，具体实现如下：

(1)对基站发射功率进行优化：

优化问题：

P₁:

(2)对用户发射功率进行优化：

优化问题：

P₂:

针对上下行链路的功率求解，采用CVX工具箱求解；

步骤4所述的对上下行链路的子载波分配、基站发射功率向量和用户发射功率向量进行联合优化：

上述优化问题的求解过程具体如下：

(1)初始化迭代次数index＝1，系统频谱效率为R(0)＝0，

(2)第index次迭代，执行以下循环：

①根据和利用子载波分配方法求解x(index)和y(index)；

②根据x(index)和y(index)利用功率分配方法求解和

(3)计算R(index)，增加index，返回(2)，直到R(index)＝R(index-1)或者index＝index^max。