利索能及
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专利号: 201610832608X
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分布式天线系统中基于能效的联合资源分配方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:不同位置下的天线单元使用正交子信道给用户传输数据,根据信道状态信息,用户对天线单元进行选择,天线单元对子信道进行选择,分别建立天线单元与用户的分配矩阵A和天线单元与正交子信道的分配矩阵B;

S2:根据所有用户的数据速率建立总速率函数Rtot(A,B,P),P为天线单元在子信道上的功率分配矩阵;

S3:根据天线单元发送功率、电路功率及信号处理消耗的光纤功率确定联合总功率消耗函数Ptot(A,B,P);

S4:建立系统的能量效率函数:

ηEE=Rtot(A,B,P)/Ptot(A,B,P),根据分数规划,将能量效率函数转换为等效的能效优化的线性表达式:U(A,B,P)=Rtot(A,B,P)-ηEEPtot(A,B,P);

S5:基于能效最优化准则求解最优化的分配矩阵A和B及功率分配矩阵P,获得整个网络最优化能效值。

2.根据权利要求1所述的一种分布式天线系统中基于能效的联合资源分配方法,其特征在于:在步骤S1中,建立M×K的天线单元与用户的分配矩阵A,表达式为:其中M为系统中的天线单元数,K为用户数,m=1,

2,…,M,k=1,2,…,K,且M≥K,am,k为分配二元变量标识,am,k=1时,天线单元m分配给了用户k,反之am,k=0,且am,k满足条件:表示每个天线单元只能分配给一个用户,一个用户最多分配

的天线单元数为M-K+1,目的是保证每个用户都分配有一个天线单元;

所述子信道与天线单元的分配矩阵B为M×N矩阵,分配矩阵:

其中N为系统中的正交子信道的数量,

m=1,2,…,M,n=1,2,…,N,且N≥M,bm,n为二元变量标识,bm,n=1时子信道n分配给了天线单元m,反之bm,n=0,子信道分配二元变量标识满足条件:表示每个子信道最多分配给一个天线单元,Nm表示天线单元m最多分配的子信道数,且

3.根据权利要求2所述的一种分布式天线系统中基于能效的联合资源分配方法,其特征在于:在步骤S2中,所述建立的功率分配矩阵P是N个M×K矩阵,对于特定子信道n,分配矩阵 pm,n,k为天线单元m在子信道n上向用户k传输数据的发送功率,pm,n,k=0表示天线单元m没有和用户k通信。

4.根据权利要求3所述的一种分布式天线系统中基于能效的联合资源分配方法,其特征在于:在步骤S2中,分布式天线系统下行传输总数据速率函数 为网络中所有用户的速率之和,rk为单个用户k的速率,具体包括:系统总数据速率函数Rtot(A,B,P)为系统中所有用户的数据速率之和,根据香农公式及天线单元m在子信道n上向用户k发送功率可得用户k的速率:其中Bw为子信道的带宽,hm,n,k为天线单元

m在子信道n上用户k的链路信道增益,Γ为特定误码率要求的常量, 为噪声功率,再根据公式 计算系统的总数据速率。

5.根据权利要求4所述的一种分布式天线系统中基于能效的联合资源分配方法,其特征在于:在步骤S3中,分布式天线单元m在子信道n上给用户k的发送功率为pm,n,k,可得所有天线单元给所有用户的发送总功率为 其中τ为功率放大器的效率;天线单元消耗的电路总功率为Mpo,po表示单个天线单元消耗的电路功率;各个天线单元通过光纤进行信息处理时消耗的总功率为pf,系统的总功率消耗函数Ptot(A,B,P)为系统中的功率消耗之和,则整个系统消耗的总功率可表示为:

6.根据权利要求5所述的一种分布式天线系统中基于能效的联合资源分配方法,其特征在于:在步骤S4和S5中,在传输过程中用户不仅需要满足最小速率要求 同时为避免消耗过多功率导致系统能量效率下降,每个天线单元都设定有最大发送功率限制,即:其中Pmax为天线单元的最大发送功率限制,系统的能量效率函数为 由于能效函数的非凸性,根据分数规划,为了求解最

优化问题,将表达式转化为等效的线性表达式:U(A,B,P)=Rtot(A,B,P)-ηEEPtot(A,B,P),根据拉格朗日函数求解最优功率分配P,利用迭代方式,当U(A,B,P)=0或接近于0时,得到最优系统能效值。