[发明专利]一种异构云无线接入网络的波束成形方法及通信网络

权利要求书

1.一种异构云无线接入网络的波束成形方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，计算宏蜂窝用户MU的数据传输速率

S2，计算无线远端射频单元用户RU的数据传输速率

S3，计算异构云无线接入网络的总能量效率ξ:

其中，

R(w_j，v_k)为异构云无线接入网络中RUs和MUs的总数据传输速率，所述RUs表示若干个RU，所述MUs表示若干个MU，

P(w_j，v_k)为异构云无线接入网络中无线远端射频单元RRH和宏基站MBS的总功耗；

S4，确定MBS和RRHs的波束成形向量联合优化问题，该优化问题表示为：

约束条件(1)：

约束条件(2)：

其中，P_RRH和P_MBS分别为所有RRHs和MBS的最大发射功率门限值，RRHs表示若干个RRH；

S5，求解波束成形问题，将步骤S4中的优化问题等效为如下凸优化问题：

约束条件(1)、约束条件(2)以及

约束条件(3)：

约束条件(4)：

约束条件(5)：

约束条件(6)：

其中，j表示RU的索引号；k和k均表示MU的索引号，其中k≠k；J表示RU的总个数；K表示MU的总个数；w_j表示由N个波束成形向量w_n,j组成的累积波束成形向量，为RRH n对RU j的波束成形向量，其中n表示RRH的索引号；为MBS对MU k的波束成形向量，v_k为MBS对MU k波束成形向量；为MBS与RU j之间的干扰信道向量；为MBS与MUk之间的信道向量；表示由N个信道向量h_n,j组成的累积信道向量，为RRH n与RUj之间的信道向量；表示由N个信道向量g_n,k组成的累积信道向量，为RRH n与MU k之间的干扰信道向量；表示T_M维的列向量；表示T_R维的行向量，其中T_M表示MBS配有的天线数，T_R表示RRH配有的天线根数；λ，为引入辅助变量。

2.根据权利要求1所述的波束成形方法，其特征在于：在步骤S5中将优化问题(A)转化求解为如下优化问题：

约束条件(1)：

约束条件(2)：

3.根据权利要求2所述的波束成形方法，其特征在于：将优化问题(C)进一步等效为优化问题(B)，其中约束条件为：

约束条件(7)：

约束条件(3)：

约束条件(8)：

约束条件(4)：

约束条件(1)，约束条件(2)。

4.根据权利要求3所述的波束成形方法，其特征在于：将非凸约束条件(7)、非凸约束条件(8)分别近似为如下凸约束条件：

约束条件(5)：

约束条件(6)：

5.根据权利要求1-4任一项所述的波束成形方法，其特征在于：求解优化问题(B)的步骤如下：

步骤1：初始化λ，j∈J，k∈K；

步骤2：求解凸优化问题(B)得到解v_k，w_j；

步骤3：根据步骤2中的解，更新和

步骤4：重复步骤2～3，直到和收敛；

步骤5：更新

步骤6:重复步骤2～5，直到λ收敛，得到最优解和分别表示w_j和v_k对应的最优解。