異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法，步驟為：(1)定義加權(quán)能效函數(shù)來(lái)衡量異構(gòu)小區(qū)中可達(dá)數(shù)據(jù)速率和各節(jié)點(diǎn)加權(quán)的能量消耗的比值，并且通過(guò)忽略中繼接收到的噪聲項(xiàng)，簡(jiǎn)化優(yōu)化目標(biāo)，得到分別關(guān)于發(fā)送矩陣Vrk和預(yù)編碼矩陣Prk具有下凹性的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；(2)對(duì)于步驟(1)中的簡(jiǎn)化的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，然后通過(guò)分式規(guī)劃以及KKT條件，利用兩步迭代算法來(lái)求出到中繼和用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣的次優(yōu)解，從而可以使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率和功率消耗比值達(dá)到最大，提高系統(tǒng)的性能。本發(fā)明可以應(yīng)用到不同場(chǎng)景的無(wú)線覆蓋網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)異構(gòu)小區(qū)里的中繼數(shù)和用戶(hù)數(shù)均可進(jìn)行擴(kuò)展。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及到一種多天線的異構(gòu)小區(qū)下的能效優(yōu)化 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 過(guò)去幾十年間，人們對(duì)通信的發(fā)展重點(diǎn)關(guān)注了容量和誤比特率，系統(tǒng)的能量消耗 卻鮮有研究。隨著通信需求的大幅增加，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都開(kāi)始關(guān)注起系統(tǒng)的能量消耗效 率的問(wèn)題。如何提高能量消耗效率(單位:比特每焦耳)將成為下一代無(wú)線通信系統(tǒng)中一個(gè) 重要的話題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法， 使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率和能量消耗比值達(dá)到最大，提高系統(tǒng)的性能。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0005] 首先介紹異構(gòu)小區(qū)，所述異構(gòu)小區(qū)中屯、具有一個(gè)基站，K個(gè)中繼散布在基站的周?chē)?W提高系統(tǒng)性能。小區(qū)中N個(gè)用戶(hù)分為I型用戶(hù)和II型用戶(hù)，I型用戶(hù)直接和基站通信，II型 用戶(hù)通過(guò)中繼來(lái)通信。系統(tǒng)為多用戶(hù)OFDMA系統(tǒng)，系統(tǒng)帶寬B平均分配到N個(gè)子載波上，每個(gè) 子載波都被一個(gè)用戶(hù)占用，基站，中繼及用戶(hù)配有多根天線。
[0006] 對(duì)于I型用戶(hù)，第k個(gè)I型用戶(hù)接收到的信號(hào)表示為：
[0007] Y〇k = H〇kV〇kS〇k+n〇k (1)
[000引 其中；
[0009]下標(biāo)0表示基站索引為0;
[0010] 下標(biāo)k表示基站0服務(wù)的第k個(gè)I型用戶(hù)，運(yùn)里ke{l，2...，N〇};
[001。 Sok表示基站發(fā)送給第k個(gè)I型用戶(hù)的符號(hào)向量；
[001^ Vok表示基站對(duì)第k個(gè)I型用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣；
[001引也k表示基站到第k個(gè)I型用戶(hù)的信道矩陣；
[0014] nok表示第k個(gè)I型用戶(hù)接收的零均值復(fù)圓形高斯噪聲向量，其協(xié)方差矩陣為 ，其中<苯示第k個(gè)I型用戶(hù)接收的噪聲協(xié)方差，Im表示階數(shù)為M的方陣；
[0015] 對(duì)于II型用戶(hù)，采用2個(gè)時(shí)隙來(lái)傳輸有效信息：
[0016] 在第1個(gè)時(shí)隙，中繼處于接收狀態(tài)，接收該小區(qū)基站給它的有效信息，第r中繼接收 到的用于發(fā)送給其服務(wù)的第k個(gè)用戶(hù)的有效信息表示為：
[0017] Xrk = GrVrkSrk+Wr (2)
[001引 其中；
[0019] 下標(biāo)r表示中繼索引為。
[0020] 下標(biāo)k表示中繼r服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)，運(yùn)里ke{l，2...，Nr};
[0021] Srk表示對(duì)中繼r服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的符號(hào)向量；
[0022] Vrk表示對(duì)中繼r服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的發(fā)送矩陣；
[0023] Gr表示基站到第r個(gè)中繼的信道矩陣；
[0024] Wr表示第r個(gè)中繼接收的零均值復(fù)圓形高斯噪聲向量，其協(xié)方差矩陣為氣
[0025] 在第2個(gè)時(shí)隙，中繼處于發(fā)射狀態(tài)，給目標(biāo)用戶(hù)發(fā)射有效信息，第r個(gè)中繼服務(wù)的第 k個(gè)用戶(hù)接收到的信號(hào)表示為：
[0026] Yrk = HrkPrkRrk+nrk
[0027] = HrkPrkGrVrkSrk+HrkPrkWr+nrk (3)
[002引 r = l,. . .，K，k = l,. . .，Nr
[0029] 其中；
[0030] 下標(biāo)r表示中繼索引為r;
[0031] 下標(biāo)k表示中繼r服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)，運(yùn)里ke{l，2...，Nr};
[0032] Srk表示對(duì)中繼r服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的符號(hào)向量；
[0033] Vrk表示對(duì)中繼r服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的發(fā)送矩陣；
[0034] Gr表示基站到第r個(gè)中繼的信道矩陣；
[0035] Prk表示中繼r對(duì)其服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣；
[0036] Hrk表示中繼r到其服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的信道矩陣；
[0037] Wr表示第r個(gè)中繼接收的零均值復(fù)圓形高斯噪聲向量，其協(xié)方差矩陣為
[0038] nrk表示中繼r服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)接收的零均值復(fù)圓形高斯噪聲向量，其協(xié)方差 矩陣為其中表示第k個(gè)I型用戶(hù)接收的噪聲協(xié)方差，Im表示階數(shù)為M的方陣；
[0039] 第k個(gè)I型用戶(hù)能夠獲得的數(shù)據(jù)速率可W表示為：
[0040]
(4)
[0041 ]其中，Im表示階數(shù)為M的單位方陣；
[0042] 曲k表示基站到第k個(gè)I型用戶(hù)的信道矩陣；
[0043] Vok表示基站對(duì)第k個(gè)I型用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣；
[0044]
，S〇k表示基站發(fā)送給第k個(gè)I型用戶(hù)的符號(hào)向量，Im表示M階的 單位方陣；
[0045] 巧>。,表示第k個(gè)基站用戶(hù)的接收噪聲協(xié)方差。
[0046] 第r個(gè)中繼服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)能夠獲得的數(shù)據(jù)速率可W表示為：
[0047]
巧）
[004引 其中；
[0049] Im表示階數(shù)為M的單位方陣；
[0050] Hrk表示中繼r到其服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的信道矩陣；
[0051] Prk表示中繼r對(duì)其服務(wù)的第k個(gè)II型用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣；
[0052] Gr表示基站到第r個(gè)中繼的信道矩陣；
[0053]
，其中 <表示中繼r服務(wù)的第 k個(gè)II型用戶(hù)接收的噪聲的協(xié)方差，表示中繼節(jié)點(diǎn)r上的噪聲協(xié)方差，Srk表示中繼r發(fā)送 給第k個(gè)用戶(hù)的符號(hào)向量，Im表示階數(shù)為M的單位方陣。
[0化4] 巖:社的甘態(tài)消技要電.
[00 對(duì)
（6)
[0056] 其中；
[0057] MPeO表示基站和發(fā)送天線成正比例的功率消耗；
[005引PdO表示基站基帶信號(hào)處理的靜態(tài)功率消耗;運(yùn)兩個(gè)是常量，一般MPcO設(shè)為35dBm， PdO也設(shè)為35地m。
[0059] 第r個(gè)中繼的功率消耗表示為：
[0060]
(7)
[0061 ]其中：
[0062] MPer表示中繼和發(fā)送天線成正比例的功率消耗；
[0063] Pdr表示中繼基帶信號(hào)處理的靜態(tài)功率消耗；運(yùn)兩個(gè)是常量，一般MPer和Pdr設(shè)為 35dBm〇
[0064] 下面為本發(fā)明采用的技術(shù)方案：
[0065] -種異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法，其特征在于所述能效優(yōu)化方法包括如下步驟：
[0066] (1)定義加權(quán)能效函數(shù)(WWE)來(lái)衡量異構(gòu)小區(qū)中可達(dá)數(shù)據(jù)速率和各節(jié)點(diǎn)加權(quán)的能 量消耗的比值，并且通過(guò)忽略中繼接收到的噪聲項(xiàng)，簡(jiǎn)化優(yōu)化目標(biāo)，得到分別關(guān)于發(fā)送矩陣 Vrk和預(yù)編碼矩陣Prk具有下凹性的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；
[0067] (2)對(duì)于步驟1中的簡(jiǎn)化的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，然后通過(guò)分式規(guī)劃W及KKT條件，利用兩 步迭代算法來(lái)求出到中繼和用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣的次優(yōu)解，從而可W使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率和 功率消耗比值達(dá)到最大，提高系統(tǒng)的性能；
[0068] 所述步驟（1)中，定義的加權(quán)能效函數(shù)定義為系統(tǒng)可達(dá)數(shù)據(jù)速率和消耗能量的比 值，實(shí)際系統(tǒng)中的接入點(diǎn)最大數(shù)據(jù)發(fā)送速率不一樣，而且中間節(jié)點(diǎn)的最大發(fā)送功率也不一 樣，加權(quán)能效函數(shù)表示為：
[00691
(8)
[0070]其中；
[OOW K表示中繼總數(shù)；
[0072] r表示中繼編號(hào)，運(yùn)里!￡{0,1,2. .. ,K}，當(dāng)r = 0時(shí)表示基站；
[0073] Nr表示第r個(gè)中繼服務(wù)的用戶(hù)數(shù)；
[0074] k表示用戶(hù)編號(hào)，運(yùn)里ke{l，2...，Nr};
[0075] Rrk表示第r個(gè)中繼到第k個(gè)用戶(hù)的最大傳輸速率，表達(dá)式見(jiàn)公式巧）；
[0076] 丫 r表示第r個(gè)中繼的數(shù)據(jù)速率權(quán)因子；
[0077] r 0表示基站消耗的功率，表達(dá)式見(jiàn)公式(6);
[0078] Tr表示第r個(gè)中繼消耗的功率，表達(dá)式見(jiàn)公式(7);
[0079] 階表示基站消耗功率的權(quán)因子；
[0080] 拍表示第r個(gè)中繼消耗功率的權(quán)因子；
[0081] 忽略中繼上接收到的噪聲，也就是巧=0，則第r個(gè)中繼上可獲得的數(shù)據(jù)速率為：
[0082]
W
[0083] (r = l，...，K)
[0084] 則優(yōu)化后的加權(quán)能效函數(shù)表示為：
[0085]
( 10)
[0086] 最大化加權(quán)能效巧數(shù)的優(yōu)化問(wèn)顆表示為：
[0087]
(11)
[008引 其中；
[0089] PBmax表示基站支持的最大功率；
[0090] Prmax表示中繼r支持的最大功率。
[0091] 所述步驟(2)中，分式規(guī)劃可W將公式(10)中的優(yōu)化目標(biāo)等效表示為：
[0094]并且要滿(mǎn)足目1 =白2。[00巧]所述步驟（2)中，兩巧巧化貸巧化下：
[oow] (12)
[oow] (13)
[0096] 1)初始
設(shè)置誤差范圍e，設(shè)置最大迭代次數(shù) Tmax。其中，PBmax表示基站支持的最高功率，Prmax表示中繼r支持的最高功率；
[0097] 2)通過(guò)公式(11)計(jì)算《；
[009引3)重復(fù)下面S個(gè)步驟直到|《-0:+i|含e或者n = Tmax
[0099] a.固定Vrk，求解公式（13)來(lái)獲得Prk的最優(yōu)解；
[01 00] b .固定Prk，求解公式（12 )來(lái)獲得Vrk的最優(yōu)解；
[0101] C.通過(guò)公式(11)更新磚+1，n = n+l。
[0102] 所述步驟(2)中，利用兩步迭代算法迭代過(guò)程中求出的中繼的發(fā)送矩陣Vrk和到用 戶(hù)的預(yù)編碼矩陣Prk的次優(yōu)解可W按照下列等式一一求出：
[0103] Vok滿(mǎn)足的等式為：
[0104]
(14)
[01化]其中，為^表示基站的功率限制的拉格朗日乘數(shù)；[0106] Vrk滿(mǎn)忠的尊式為：
[0107]
[010 引 表示基站r的功率限制的拉格朗日乘數(shù)；
[0109] Prk的結(jié)果表示為：
[0110] (16)
[0111]
[0112] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的能效優(yōu)化方法定義了一種加權(quán)能效函數(shù) (WWE)來(lái)衡量異構(gòu)小區(qū)中可達(dá)數(shù)據(jù)速率和能量消耗的比值。先對(duì)WWE函數(shù)簡(jiǎn)化，然后通過(guò)分 式規(guī)劃W及KKT條件，利用兩步迭代算法，可W求出到中繼和用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣的次優(yōu)解， 從而可W使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率和能量消耗比值達(dá)到最大，提高系統(tǒng)的性能。
[0113] 本發(fā)明考慮了異構(gòu)小區(qū)下不同的發(fā)送模式，包括有中繼的或者沒(méi)有中繼的，并且 考慮了不同終端的優(yōu)先級(jí)W及不同發(fā)送節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率限制。由于要優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)是非 凸的，因此通過(guò)忽略中繼節(jié)點(diǎn)上的接收噪聲，來(lái)簡(jiǎn)化優(yōu)化函數(shù)。然后通過(guò)兩步迭代算法來(lái)獲 得次優(yōu)解。對(duì)于單天線系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，運(yùn)種迭代算法已經(jīng)被證明是收斂的。
[0114] 本發(fā)明方法能夠計(jì)算出基站的發(fā)送矩陣W及中繼的預(yù)編碼矩陣，W使得異構(gòu)小區(qū) 下的加權(quán)能量效率比較高，提高系統(tǒng)的性能。仿真結(jié)果表明，不同的終端分布需要不同的網(wǎng) 絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)于終端隨機(jī)分布的網(wǎng)絡(luò)，使用中繼會(huì)提高系統(tǒng)的總的數(shù)據(jù)速率，但運(yùn)是W系 統(tǒng)的能量效率為代價(jià)的。對(duì)于有更多的熱點(diǎn)的通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，中繼可W用來(lái)同時(shí)提高系統(tǒng) 數(shù)據(jù)速率和能量效率。
【附圖說(shuō)明】
[0115] 圖1為本發(fā)明方法II型用戶(hù)第1時(shí)隙異構(gòu)小區(qū)工作示意圖；
[0116] 圖2為本發(fā)明方法II型用戶(hù)第2時(shí)隙異構(gòu)小區(qū)工作示意圖；
[0117] 圖3為本發(fā)明方法單天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)在不同中繼數(shù)下的加權(quán)能量效率對(duì)比圖。
【具體實(shí)施方式】
[0118] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0119] 如附圖1、2所示，考慮多天線單個(gè)異構(gòu)小區(qū)的場(chǎng)景下，系統(tǒng)為OFDMA系統(tǒng)，使用16個(gè) 子載波。小區(qū)中有1個(gè)基站，1個(gè)中繼W及16個(gè)用戶(hù)?；竞椭欣^之間距離為400m。中繼服務(wù) 于4個(gè)用戶(hù)，其他用戶(hù)直接和基站通信。用戶(hù)在小區(qū)中是隨機(jī)分布的。系統(tǒng)的中屯、頻率為 2.4GHz。每一個(gè)基站，中繼W及終端用戶(hù)有兩根天線?；镜淖畲蟀l(fā)射功率PBmax = 40地m，中 繼的最大發(fā)射功率為Prmax=37dBm，r=l，...，k，每個(gè)中繼天線上的發(fā)射功率設(shè)為MPcr = 35地m，基站的設(shè)為MPc〇 = 35地m。每個(gè)中繼基帶處理功率消耗設(shè)為P化=35地m，基站的設(shè)為PdO =35地m。小區(qū)的半徑設(shè)為700m。大尺度路徑衰落為L(zhǎng)r = 201gd+201gfc+32.4,其中，d是距離，fc 是系統(tǒng)的中屯、頻率。每個(gè)終端用戶(hù)上的噪聲設(shè)為巧^、=巧^，中繼上的噪聲設(shè)為<4 =口著。
[0120] 1)加權(quán)能效函數(shù)定義為系統(tǒng)可達(dá)數(shù)據(jù)速率和消耗能量的比值，實(shí)際系統(tǒng)中的接入 點(diǎn)最大數(shù)據(jù)發(fā)送速率不一樣，而且中間節(jié)點(diǎn)的最大發(fā)送功率也不一樣，加權(quán)能量效率函數(shù) 表示為：
[0121]
[0122] 其中；
[0123] r表示中繼編號(hào)，:re{0,l. . . ,K}，當(dāng)r = 0時(shí)表示基站，運(yùn)里K = I;
[0124] k為用戶(hù)編號(hào)，ke{l，2. . .，Nr}，運(yùn)里No=12,化=4;
[01巧]復(fù);表示忽略中繼r上接收到的噪聲，第r個(gè)中繼上可獲得的最大數(shù)據(jù)速率，表達(dá)式 為
；
[0126] 丫 r表示第r個(gè)中繼的數(shù)據(jù)速率權(quán)因子，運(yùn)里都設(shè)為1;
[0127] r〇表示基站消耗的功率，表達(dá)式為
[0128] r r表示第r個(gè)中繼消耗的功率，表達(dá)式為：
[0129]
[0130] 階表示基站消耗功率的權(quán)因子，運(yùn)里都設(shè)為1;
[0131] 拍表示第r個(gè)中繼消耗功率的權(quán)因子，運(yùn)里都設(shè)為1;
[0132] 則優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的問(wèn)題完整表示為：
[0133]
[0134] 標(biāo)等效表示為：
[0135]
[0136]
[0137] 并且要滿(mǎn)足目1 =白2;
[0138] 3)根據(jù)如下兩步迭代算法，計(jì)算出次優(yōu)的中繼的發(fā)送矩陣Vrk和到用戶(hù)的預(yù)編碼矩 陣 Prk:
[0139] (1)初始A ，設(shè)置誤差范圍e，設(shè)置最大迭代次 數(shù)T麗；
[0140] (2)通過(guò)公式(11)計(jì)算C ;
[0141]
[0142] (3)重復(fù)下面S個(gè)步驟直到如或者n = Tmax
[0143] a.固定Vrk，求解公式（13)來(lái)獲得Prk的最優(yōu)解；
[01 44] b .固定Prk，求解公式（12 )來(lái)獲得Vrk的最優(yōu)解；
[0145] C.通過(guò)公式(11)更新娘:i.，n = n+l;
[0146] 4)兩步迭代算法迭代過(guò)程中求出的中繼的發(fā)送矩陣Vrk和到用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣Prk 的次優(yōu)解可W按照下列等式一一求出。
[0147] Vnk滿(mǎn)足的等式為：
[014 引
[0149] 其中，A。''表示基站的功率限制的拉格朗日乘數(shù)；
[0150] Vrk滿(mǎn)思的等式為：
[0151]
[0152] 表示基站r的功率限制的拉格朗日乘數(shù)；
[0153] Prk的結(jié)果表示為：
[0154]
[0155]
[0156] 運(yùn)樣求得的基站端W及中繼端的預(yù)編碼矩陣可W使得系統(tǒng)的加權(quán)能量效率函數(shù) WEE達(dá)到最大值，使得系統(tǒng)的能量使用效率較高。在上述條件下，該能效優(yōu)化方法可擴(kuò)展到 多個(gè)中繼的情況，利用同樣的方法，本發(fā)明還提供了中繼數(shù)為0,1,2 =種情況下的加權(quán)能量 使用效率性能對(duì)比圖。具體見(jiàn)附圖3,其中橫坐標(biāo)SNR表示信噪比，縱坐標(biāo)表示加權(quán)能量使用 效率的最優(yōu)值。可W得出結(jié)論小區(qū)中中繼數(shù)量增加會(huì)降低系統(tǒng)的加權(quán)能量使用效率。
[0157] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，運(yùn)些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法，其特征在于:包括如下步驟： (1) 定義加權(quán)能效函數(shù)來(lái)衡量異構(gòu)小區(qū)中可達(dá)數(shù)據(jù)速率和各節(jié)點(diǎn)加權(quán)的能量消耗的比 值，并且通過(guò)忽略中繼接收到的噪聲項(xiàng)，簡(jiǎn)化優(yōu)化目標(biāo)，得到分別關(guān)于發(fā)送矩陣V rk和預(yù)編碼 矩陣Prk具有下凹性的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)； 其中，所述加權(quán)能效函數(shù)表示為：上式中： K表示中繼總數(shù)； r表示中繼編號(hào)，這里re {〇，1，2…，K}，當(dāng)r = 0時(shí)表示基站； Nr表示第r個(gè)中繼服務(wù)的用戶(hù)數(shù)； k表示用戶(hù)編號(hào)，這里ke{l，2'"，Nr}; Rrk表示第r個(gè)中繼到第k個(gè)用戶(hù)的最大傳輸速率； 表示第r個(gè)中繼的數(shù)據(jù)速率權(quán)因子； Γ〇表示基站消耗的功率； Γ r表示第r個(gè)中繼消耗的功率； β〇表示基站消耗功率的權(quán)因子； &表示第r個(gè)中繼消耗功率的權(quán)因子； (2) 對(duì)于步驟（1)中的簡(jiǎn)化的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，然后通過(guò)分式規(guī)劃以及KKT條件，利用兩步 迭代算法來(lái)求出到中繼和用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣的次優(yōu)解，從而可以使得系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率和功 率消耗比值達(dá)到最大。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟（1)中，簡(jiǎn) 化優(yōu)化目標(biāo)的步驟為：忽略中繼上接收到的噪聲，也就是= 〇，則第r個(gè)中繼上可獲得的 數(shù)據(jù)速率為：則優(yōu)化后的加權(quán)能效函數(shù)表示為：最大化加權(quán)能效函數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題表示為：其中： PBmax表不基站支持的最大功率； Prmi?表示中繼r支持的最大功率。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟(2)中，分 式規(guī)劃將優(yōu)化后的加權(quán)能效函數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)等效表示為：并且要滿(mǎn)足θ? = θ2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟(2)中，兩 步迭代算法如下：2)通過(guò)公式（11)計(jì)算 3 )重復(fù)下面三個(gè)步驟直到||< -.Cl | < e:或者n = Tmax a.固定Vrk，求解公式(13)來(lái)獲得prk的最優(yōu)解； b .固定Prk，求解公式(12 )來(lái)獲得Vrk的最優(yōu)解； 。.通過(guò)公式（11)更新《+1，.11 = 11+1。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的異構(gòu)小區(qū)中的能效優(yōu)化方法，其特征在于:所述步驟(2)中，利 用兩步迭代算法迭代過(guò)程中求出的中繼的發(fā)送矩陣V rk和到用戶(hù)的預(yù)編碼矩陣Prk的次優(yōu)解 按照下列等式一一求出： V〇ki兩足的等式為：其中，|表示基站的功率限制的拉格朗日乘數(shù)； U兩足的等式為：V表示基站r的功率限制的拉格朗日乘數(shù)； Prk的結(jié)果表不為：
【文檔編號(hào)】H04B7/04GK105827284SQ201610134732
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月9日
【發(fā)明人】俞菲, 王民鋒, 張皓月, 黃永明, 楊綠溪
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)