1.一种基于去蜂窝大规模mimo短包通信系统的功率分配方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、基于用户移动场景下的去蜂窝大规模mimo短包通信系统,建立信道老化下的瑞利衰落信道模型;
步骤2、基于瑞利衰落信道模型,给出下行数据传输阶段用户的接收数据表达式,并由此推导出下行可达速率;
步骤3、基于下行可达速率,以最小用户速率为目标函数,提出具有功率约束的最大化优化问题;
步骤4、针对最大化优化问题,使用连续凸近似方法将目标函数转化为指数函数形式,然后再次使用连续凸近似方法对约束进行处理,使其满足几何规划算法要求,得到最优化功率分配方案;
步骤1中,所述瑞利衰落信道模型表示为:;
;
其中, 表示 与用户 之间在第 个时刻的信道序列,AP表示接入点,为AP的编号, 表示 与用户 之间在第 个时刻的信道序列, 表示 与用户 在第 个时刻和第 个时刻之间的随机信道序列, 表示用户 在第 个时刻和第 个时刻之间的信道相关系数;
步骤2中,所述下行数据传输阶段用户的接收数据表达式为:用户 在第 个时刻接收的数据:;
其中, 表示AP个数, 表示下行传输每个数据符号的归一化信噪比, 表示分配给用户 的功率系数, 表示 分配给用户 的功率系数,表示用户 在第 个时刻和第 个时刻之间的信道相关系数,, 表示 与用户 在第 个时刻的预编码序列, 表示 与用户 在第 个时刻的预编码序列, 表示AP在第个时刻发送给用户 的数据符号, 表示AP在第 个时刻发送给用户 的数据符号,其满足 , 表示用户 在第 个时刻接收的加性高斯噪声, 表示用户 的期望信号强度, 表示用户 的波束增益不确定度, 表示信道老化对用户 的影响, 表示用户 所遭受的用户间干扰, 和 分别表示求期望运算和矩阵共轭转置运算;
步骤2中,所述推导出下行可达速率具体为:用户 在第 个时刻的下行可达速率表示为:;
;
其中, 表示数据包长度, 表示用户 在第 个时刻的信干噪比, 表示解码错误概率, 表示 函数的反函数, 函数为标准正态分布的右尾函数,, 和 分别表示求期望运算和取模运算;
步骤3具体为:将下行数据传输阶段的功率优化问题表示为:;
其中, 表示用户 在第 个时刻的下行可达速率, 表示 分配给用户的功率系数, 和 分别表示求期望运算和矩阵共轭转置运算, 表示与用户 在第 个时刻的预编码序列;
步骤4具体步骤为:
步骤4‑1、引入辅助变量 ,可得;
原问题转换为
;
步骤4‑2、给定初始 ,并计算出初始值 ;
步骤4‑3、利用连续凸近似方法近似 和 可得,;
;
由此可得, ,
;
步骤4‑4、再次利用连续凸近似,将 的分子近似表达为;
其中:
, ,因
此优化问题转换为
;
;
;
步骤4‑5、引入辅助变量 ,可将原问题转换为几何规划标准形式,如下然后利用CVX工具对该问题进行求解得到下一次迭代的初始解 ;
步骤4‑6、重复步骤4‑2至4‑5,直至收敛,得到最优分配方案 。