一種提升多小區(qū)能效的魯棒性波束賦形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種能夠提升多小區(qū)通信能量效率的魯棒性波束賦形方法，按如下步驟進(jìn)行：首先，每個(gè)基站通過(guò)導(dǎo)頻序列估計(jì)得到當(dāng)前的信道狀態(tài)信息；然后，根據(jù)經(jīng)典分式編程方法，將多小區(qū)能效傳輸優(yōu)化轉(zhuǎn)化為求解一個(gè)單變量函數(shù)等于0的問(wèn)題，該問(wèn)題的解就是最佳傳輸能效，在求解過(guò)程將獲得用于多小區(qū)最佳能效傳輸?shù)牟ㄊx形參數(shù)；接著為了求解單變量函數(shù)，引入附加變量將其轉(zhuǎn)化，進(jìn)而可以多基站并行采用標(biāo)準(zhǔn)半正定規(guī)劃方法來(lái)迭代求解。本發(fā)明方法能夠在基站發(fā)射總功率受限的條件下獲得多小區(qū)基站傳輸功率分配以及波束賦形參數(shù)，保證系統(tǒng)在有信道信息誤差情況下仍然能夠獲得最佳的能量效率。
【專利說(shuō)明】一種提升多小區(qū)能效的魯棒性波束賦形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線蜂窩網(wǎng)能效管理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種提升多小區(qū)能效的魯棒性波束賦形方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年由于在蜂窩網(wǎng)中能量的過(guò)度消耗，綠色網(wǎng)絡(luò)(降低能量消耗，提高能量效率)的概念引起了廣泛的關(guān)注。同時(shí)隨著4G技術(shù)的快速發(fā)展，如何綜合考慮能量效率和頻譜效率已經(jīng)成為一個(gè)很重要的問(wèn)題。
[0003]現(xiàn)在有很多相關(guān)的研究來(lái)優(yōu)化單小區(qū)的能量效率或者頻譜效率。假設(shè)發(fā)射端擁有準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息，經(jīng)典的注水模型也已被推廣為動(dòng)態(tài)的注水模型，從而提升了系統(tǒng)傳輸能效。近年來(lái)，最大化能量效率和頻譜效率的方法也被推廣到多小區(qū)多用戶場(chǎng)景。不同于單小區(qū)情況，在多小區(qū)場(chǎng)景下必須考慮小區(qū)間干擾，因此也使得問(wèn)題更加復(fù)雜化。近年來(lái)已發(fā)展出一系列關(guān)于最大化多小區(qū)頻譜效率的迭代算法。當(dāng)基站可以獲得準(zhǔn)確的信道信息時(shí)，已經(jīng)有一系列的傳輸優(yōu)化和設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)最佳線性波束賦形參數(shù)的策略。然而，實(shí)際上在絕大部分移動(dòng)通信應(yīng)用場(chǎng)景中，獲得準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息非常困難，通?；镜玫降男诺佬畔⒍即嬖谝欢ǖ墓烙?jì)誤差。
[0004]現(xiàn)有的能效設(shè)計(jì)方法由于沒(méi)有考慮信道信息誤差，優(yōu)化得到的最佳波束賦形參數(shù)在實(shí)際中的性能會(huì)達(dá)不到預(yù)期，甚至比不優(yōu)化時(shí)的性能更差。由于上述問(wèn)題，魯棒性波束賦形優(yōu)化方法也越來(lái)越引起人們的重視。最近，有研究人員根據(jù)有界的信道誤差模型，設(shè)計(jì)了最大化魯棒性頻譜效率的優(yōu)化策略。但是由于能效優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)是一個(gè)復(fù)雜的分式形式，在考慮信道估計(jì)誤差場(chǎng)景下，即便針對(duì)單小區(qū)傳輸場(chǎng)景，也沒(méi)有完善的魯棒性高能效波束賦形方法。基于這種情況，本專利將考慮信道狀態(tài)信息不準(zhǔn)確情況下的多小區(qū)高能效傳輸優(yōu)化設(shè)計(jì)。本發(fā)明方法首先利用經(jīng)典分式編程方法的性質(zhì)將原分式問(wèn)題轉(zhuǎn)化為比較易于處理的形式，然后通過(guò)引入一系列松弛變量將優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)可求解的半正定凸優(yōu)化問(wèn)題(對(duì)應(yīng)說(shuō)明書(shū)中第二步的步驟S2和步驟S3)。針對(duì)該簡(jiǎn)化問(wèn)題，多基站可以并行采用標(biāo)準(zhǔn)凸優(yōu)化工具進(jìn)行傳輸優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得最佳的魯棒性傳輸能效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種考慮了多小區(qū)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的魯棒性的改善能效的方法。具體而言就是提供一種提升多小區(qū)能效的魯棒性波束賦形方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明提供一種波束賦形方法，用于包含M個(gè)小區(qū)任意一個(gè)小區(qū)有一個(gè)基站m的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，在考慮信道估計(jì)誤差ε的情況下，提供一種有最佳能量效率的波束賦形方法，采用具體步驟如下:
[0007]第一步，確定無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)所能獲得的最佳傳輸能效 < 的上界M
【權(quán)利要求】
1.一種波束賦形方法，用于包含M個(gè)小區(qū)任意一個(gè)小區(qū)有一個(gè)基站m的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，在考慮信道估計(jì)誤差ε的情況下，提供一種有最佳能量效率的波束賦形方法，采用具體步驟如下: 第一步，確定無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)所能獲得的最佳傳輸能效C的上界
【文檔編號(hào)】H04W16/28GK103974274SQ201410232551
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】許威, 崔宇柯 申請(qǐng)人:東南大學(xué)