[发明专利]无蜂窝无线接入网URLLC的功率分配优化方法

说明书

本发明提供了无蜂窝无线接入网URLLC的功率分配优化方法，涉及无线通信领域的无蜂窝灵活双工网络架构和量子智能优化算法，所述方法包括：根据现有无蜂窝大规模MIMO技术和网络辅助全双工(Network‑AssistedFull‑Duplex,NAFD)技术提出了适用于6G应用场景的新型无蜂窝无线接入网(Cell‑FreeRadioAccessNetwork‑NAFD)，并基于ZF收发机方案给出了URLLC频谱效率渐进表示方法，结合量子回溯搜索算法(Quantum‑inspiredbacktracking searchalgorithm,QBSA)对发射功率和URLLC传输速率约束下的系统性能进行了优化。本发明提出了一种以用户为中心的新型无蜂窝灵活双工系统URLLC频谱效率闭式表达方法，基于本架构提出的URLLC‑QBSA智能优化方案计算复杂度低、收敛速度高，拥有理想的迭代性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术技术领域，具体的为无蜂窝无线接入网URLLC的功率分配优化方法。

背景技术

随着二十一世纪电子信息技术和计算机网络的快速发展，对更快传输速率、更高覆盖范围的移动宽带业务需求促使学术界和工业界不断探索突破现有标准限制的新途径。大规模MIMO是5G的关键技术之一，其大规模的天线阵列提供了较高的波束成形增益和空间复用增益。然而，随着自动驾驶、工业互联网、远程医疗等新兴应用场景的需求与日俱增，5G系统已然无法满足高速发展的无线通信应用需求，因此针对6G无线通信系统的性能指标和新型应用方案被寄予厚望。工信部IMT-2023(6G)推进组提出：6G传输技术指标需达到Tbps量级的峰值速率和Kbps/Hz量级的系统频谱效率，这给无线通信领域的关键技术发展与各行业的深度融合能力提出了高层次的要求。

分布式大规模MIMO(Distributed massive MIMO,D-mMIMO)是无线通信系统的关键技术之一。当系统中部署的无线接入点(Access point,AP)为用户提供协作一致性服务时，随AP数量的增加，传统蜂窝网络中的小区边界效应得到消除，形成无蜂窝移动通信系统，其网络容量与性能均可以得到显著提高。通过协作传输的分布式收发机方案不仅可以降低无蜂窝MIMO系统的复杂度，还可以实现用户和协作AP的可持续扩展，形成无蜂窝大规模MIMO(Cell Free massive MIMO,CF-mMIMO)系统。CF-mMIMO提高了频谱效率，而且通过多样性和多路复用的技术权衡提升了系统鲁棒性，从而支持超可靠低时延(Ultra-reliableand Low Latency Communications,URLLC)传输，实现方式分为全集中式处理、动态协作处理及全分布式处理三种模式。集中式处理可以达到最优性能，但难以支持规模的扩展；动态协作处理可以接近集中式的系统性能，但对信令传输和数据链路交互的要求过于苛刻；全分布式处复杂度低，扩展性高，但所需要的AP数量远远大于用户数量，且前传开销较大。因此在6G无蜂窝接入网架构设计和技术研究中，需要在复杂度和系统性能之间进行折中考虑。

发明内容

技术问题：提出适用于6G接入网的无蜂窝灵活双工系统架构，并给出无蜂窝无线接入网URLLC的功率分配优化方法。

技术方案：本发明实施例提供无蜂窝无线接入网URLLC的功率分配优化方法，以较低的实现复杂度和较好的性能指标完成了可扩展无蜂窝大规模MIMO系统的信号传输方案。本发明是这样实现的：

无蜂窝无线接入网下的URLLC频谱效率闭式表示方法，包括以下步骤：

步骤1：在ZF接收机和预编码方案下，基于随机矩阵方法给出URLLC超可靠低时延传输的上行及下行链路的信干噪比闭式表达式：

现对表达式中符号规定描述如下：