[发明专利]基于多载波无线通信系统的空中计算方法、系统和介质

权利要求书

1.一种基于多载波无线通信系统的空中计算方法，其特征在于，包括：

在基站侧：

根据每个用户的上行信道状态信息和发射功率限制，计算每个用户在每个子载波上的最优上行发射功率分配方案；

根据每个用户的所述最优上行功率分配方案和所述上行信道状态信息，构建每个用户的发射参数并广播至所有用户；

在用户侧：

接收广播信息并解调针对自己的发射参数；

利用获取的所述发射参数对发射信号进行预补偿，并使得所有用户在同一资源块进行信号传输；

根据无线信道特性，所有用户传输的信号在基站侧进行叠加，完成本轮空中计算过程。

2.根据权利要求1所述的基于多载波无线通信系统的空中计算方法，其特征在于，所述根据每个用户的上行信道状态信息和发射功率限制，计算每个用户在每个子载波上的最优上行发射功率分配方案，包括：

根据所有用户的信道状态信息h_kn和发射功率限制构建有序向量Q＝[q₀,q₁,…,q_K-1]，并使所述有序向量Q满足q₀≤q₁≤…≤q_K-1，其中：

式中，q_k为有序向量Q中的第k个元素(k＝0,…,K-1)，K为用户的数量；为用户k的发射功率限制，h_kn为用户k在第n个子载波上的信道衰减系数，N为子载波总数；

根据所述有序向量Q中元素的位置给对应的用户重新分配索引参数；

令全功率发射用户数s取值从1到K，对于每一个s取值，重复迭代完成如下步骤：

-初始化选择最优的噪声因子

-分别计算最优的功率分配方案和

其中，λ_k表示拉格朗日乘子，满足表示用户k的发射功率限制；

-计算最优的噪声因子

-计算基站侧降噪信号的均方误差MSE_s：

其中，σ²为噪声功率；

重复迭代计算最优的功率分配方案和最优的噪声因子以及基站侧降噪信号的均方误差MSE_s，直至基站侧降噪信号的均方误差MSE_s收敛；

在所有可能的用户数s∈[1,K]中，找到最优的功率分配结果：

s^*←argmin{MSE_s,s∈[1,K]}

其中，s^*为最优的全功率发射用户数，为用户k在子载波n上的最优功率分配，η^*为最优的降噪因子。

3.根据权利要求1所述的基于多载波无线通信系统的空中计算方法，其特征在于，所述根据每个用户的所述最优上行功率分配方案和所述上行信道状态信息，构建每个用户的发射参数，包括：

根据得到的所述最优上行功率分配方案，计算相应的功率发射参数b_kn：

其中，h_kn为用户k在第n个子载波上的信道衰减系数，p_kn为用户k在第n个子载波上的发射功率，为h_kn的复共轭。

4.根据权利要求1所述的基于多载波无线通信系统的空中计算方法，其特征在于，将构建得到的每个用户的所述发射参数广播至所有用户，包括：

以广播的方式将所述发射参数反馈至所有用户，其中，每个用户在相干带宽内只分配一个子载波用于反馈所述发射参数，分配给同一个用户的子载波以梳状形式排列在频带上，间隔为相干带宽。