[发明专利]一种CRAN中高能效的基站开关选择方法

摘要

本发明公开一种CRAN中高能效的基站开关选择方法，通过优化波束成形预编码矩阵降低发送功耗，根据最优的波束成形预编码矩阵调节基站开关状态和基站与用户的连接，降低链路功耗，从而降低网络总功耗：首先通过重加权法松弛网络总功耗和前传链路容量限制目标函数，对波束形成预编码矩阵进行迭代求解，在给定加权因子的条件下，采用标准凸优化方法设计波束成形预编码矩阵，再根据优化的波束成形预编码矩阵更新加权因子；然后根据最优波束形成预编码矩阵确定基站开关状态，使得在关闭部分基站的情况下满足用户需求，并且使得整个网络的总功耗最小化。本发明能够更加有效地节省网络功耗，使得协同服务于特定用户的基站数目较小，适用于有限前传的云计算无线接入网的设计。

主权项

1.一种CRAN中高能效的基站开关选择方法，其特征在于，通过优化波束成形预编码矩阵降低发送功耗，并且根据最优的波束成形预编码矩阵调节基站开关状态和基站与用户的连接，降低链路功耗，从而降低网络总功耗，在考虑基站开关的情况下，使用重加权法后，网络总功耗等效表示为：其中，表示基站的集合，表示用户的集合，表示第l个基站对第k个用户的波束成形预编码向量，P_l^c表示基站l的静态功耗，η_l表示基站l的传输放大增益，α_l表示对基站l总静态功率的加权系数；基站l的前传链路容量限制表示为：其中，表示用户的集合，C_l表示基站l的有限前传容量，表示基站l对用户k分配功率的加权系数，R_k表示用户k的传输速率，由下式表示：其中，H_k表示对于用户k的网络信道矩阵，其定义为表示H_k是一个1列M_t行的矩阵，M_t表示网络中所有天线的数目，表示从基站l到用户k的信道矩阵，w_k表示对于用户k的网络波束成形预编码矩阵，其定义为：表示w_k是一个M_t列1行的矩阵，表示基站l对用户k的波束成形预编码向量，σ²表示噪声功率；基站l的最大传输功率限制可以表示为：其中，P_l表示基站l的最大传输功率，表示网络中所有用户的集合，表示基站l对用户k的波束成形预编码向量；用户k的最小信噪比限制表示为：其中，SINR_k表示用户k的信噪比，表示从基站l到用户k的信道矩阵，w_k表示对于用户k的网络波束成形预编码矩阵，σ²表示噪声功率，γ_k表示用户k所需要的最小信噪比；通过重加权法松弛网络总功耗和前传链路容量限制目标函数，对波束形成预编码矩阵进行迭代求解，在给定加权因子的条件下，采用标准凸优化方法设计波束成形预编码矩阵，再根据优化的波束成形预编码矩阵更新加权因子；然后根据最优波束形成预编码矩阵确定基站开关状态，使得在关闭部分基站的情况下满足用户需求，并且使得整个网络的总功耗最小化，具体包括以下步骤：步骤1：初始化加权因子α_l、和迭代终止条件；步骤2：以网络总功耗为目标函数，在前传链路容量，用户最小信噪比和基站最大传输功率限制下，使用标准凸优化方法求出最佳波束成形预编码向量；步骤3：判断是否达到迭代终止条件，若是，则跳转步骤5，否则跳转步骤4；步骤4：根据步骤2中计算出的波束成形预编码向量，使用重加权法更新用户传输速率和加权因子，并跳转至步骤2；步骤5：根据最终求得的波束成形预编码矩阵，调节基站开关状态和用户与基站的连接关系。