1.一种用于多小区系统的广义速率分割多址接入方法,具体包括以下步骤:
1)基于广义速率分割多址接入G‑RSMA建立多小区系统模型在下行传输链路多小区多用户MISO系统中,假设小区的数量为N,每个小区的中间位置有一个配置Nt个天线的基站并且每个小区随机分布Kn个单天线用户,采用G‑RSMA作为用户接入策略,在每个小区中,基站传输信息给Kn个单天线用户;
在基站端,应用G‑RSMA进行信息传输,把发送给用户的信息拆分成公共和私有部分,小区内的所有用户的公共部分叠加编码成一个通用信息,然后进一步编码成通用数据流,每个私有信息独立编码成私有数据流;
在接收端,用户通过连续干扰消除SIC进行解码,每个用户通过将所有私有数据流视为噪声来解码通用数据流;移除解码后的通用数据流后,每个用户解码各自的私有数据流;
信号构建基于G‑RSMA:
定义 并假设 ;基站n的发送信息定义为
可以表示为
其中 是基站n的波束成形矩阵, 和 分别是
通用数据流 和私有数据流 的波束成形向量;用户un,k接收信息表示为其中 表示基站i和用户un,k之间的信道响应向量, 表示基站n传输到2
用户un,k的信号和zn,k~CN(0,σ)是高斯白噪声(AWGN);
基站n的传输功率表示为
其中Pn是基站n的最大传输功率;
用户的可达速率:
基于公式(2),用户解码通用信息的信干噪比(SINR)表示为其中 表示小区内部干扰,
表示小区间的干扰;为了确保小区n的所有用户都能成功解码通用数据流,通用数据流的通用数据速率必须满足下面要求:其中B是多小区系统中每个基站共享的总的传输带宽;根据G‑RSMA解码原理, 被小区n的所有用户共享;定义 作为用户un,k的通用速率,得到:移除通用数据流之后,用户un,k解码私有数据流基于下面的SINR:其中 表示移除通用数据后剩余小区内的干扰;因此,用户un,k的私有数据流的可达数据速率:
用户un,k的总体可达数据速率:
2)通过同时最大化能量效率EE和频谱效率SE来实现系统中EE‑SE权衡,构建的优化问题如下:利用小区n内基站n发送给用户un,k的数据信息sn,基站与用户un,k的信道hn,n,k和基站的最大传输功率Pn,小区内用户un,k接受的信号yn,k,在多小区系统中,在功率约束条件和通用速率的约束条件下,同时最大化能量效率EE和频谱效率SE,得到下式:其中ptot是整个系统的传输功率,η∈(0,1)表示功率放大器效率,电路功率Pcir=NtPdyn+Psta,其中Pdyn是睡眠模式下的动态功率消耗,Psta是冷却系统和电源功耗;Rn,k是用户un,k的总体可达数据速率, 表示小区n的通用速率,{αn,n∈N}是确保小区间速率公平性的权重,{λn,k,k∈Kn,n∈N}是表示用户之间相对重要性的权重,B是多小区系统中每个基站共享的总的传输带宽;
3)将上述的多目标优化问题转化成单目标优化问题并求解将上述的多目标优化问题转化为获得理想的频谱效率SE同时最大化能量效率EE的单目标优化问题,通过连续凸近似SCA将非凸的优化问题转化成凸优化问题,求解后得到最优的预编码矩阵和通用速率向量。