[发明专利]一种无蜂窝毫米波大规模MIMO系统的AP开关切换方法

权利要求书

1.一种无蜂窝毫米波大规模MIMO系统的AP开关切换方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：构建无蜂窝毫米波大规模MIMO系统基于总能效的优化问题模型；

S2：采用SINR感知技术构建效用函数，以实现QoS约束下总能效最大化为优化目标；

S3：构建强化学习模型，包括以下步骤：

S31：构建状态空间分级算法：首先对效用函数离散化分级处理，将状态空间划分为多个状态子空间；然后采用哈希检索法对状态进行哈希编码；最后根据状态空间分级算法更新状态；

S32：深度决斗算法：使用步骤S31更新的状态信息在深度决斗DQN框架下学习，更新网络参数。

2.根据权利要求1所述的AP开关切换方法，其特征在于，步骤S1中，无蜂窝毫米波大规模MIMO系统中，假设系统配置有M个AP和K个用户，每个AP有N_t根天线和个射频链；每个用户有N_r,k根天线，数据流数为N_s,k；每个用户的带宽为B₀，假设系统工作在TDD模式，通过上行训练实现信道估计；每个用户由特定的AP集群提供最好的服务；定义为第m个AP提供服务的用户集群，集群中的最大用户数为N_UE,max，表示为第k个用户提供服务的AP集群，集群中的最大AP数为N_AP,max；第k个用户和第m个AP之间的信道为该信道采用基于簇的大规模MIMO信道；

构建无蜂窝毫米波大规模MIMO系统基于总能效的优化问题模型，具体包括：针对无蜂窝毫米波大规模MIMO系统基于总能效的AP开关切换策略，定义M个AP的开关映射关系为状态s＝[o₁,...,o_m,...,o_M]，o_m＝1表示第m个AP打开，o_m＝0表示第m个AP关闭，AP激活集合为以状态s为目标变量，第k个用户的干扰协方差矩阵加上有效噪声为R_k，则第k个用户的下行可达速率总能效分别表示为：

其中，I表示单位矩阵，P_T(s)表示总功率，L_k表示第k个用户的合并器，k表示第k个用户，l表示第l个用户，为噪声功率，p_m,k为第m个AP分配给第k个用户的功率，H_m,k表示第m个AP和第k个用户之间的信道矩阵，F_m,l表示第m个AP对第l个用户的预编码矩阵；

以状态s作为目标变量的优化问题表示为：

其中，P_max表示每个AP的传输功率限制，R_min表示每个用户的最小频谱效率限制。

3.根据权利要求2所述的AP开关切换方法，其特征在于，步骤S2中，构建效用函数具体包括：定义效用函数为：

其中，表示对下行可达速率的满意度，表示对系统总能效的满意度；μ为加权系数，取值在0和1之间，最优μ值的选择需要基于最小化和R_min间的差值来最大化系统总能效，即解决

其中，ε_r表示误差容忍度；

确定最优加权系数μ：假设为在无QoS约束下的最大总能效；R_max为系统最大可达速率，对应的总能效为定义可达速率满意函数能效满意函数和加权系数μ分别为：

其中，表示总能效，ω表示满意度加权系数。