[发明专利]毫米波多天线系统中基于加权容量增速的功率分配方法

摘要

本发明涉及一种毫米波多天线系统中基于加权容量增速的功率分配方法。目前的蜂窝无线通信频带难以满足日益增长的数据业务的需求。本发明方法利用了毫米波多天线系统中的容量的近似凸特性和单调性来分配功率。本发明方法利用这一特性计算各终端的加权的容量对功率的导数，即加权的容量增速，根据加权的容量增速给终端分配功率。在个终端的加权的容量增速相同的情况下，可以实现最大化的渐进系统容量，即基站天线数量趋于无穷下的系统容量。由于本发明方法利用的是毫米波多天线系统中的容量特性，即基站天线数量较多的情况下容量特性，其近似误差较小，能够取得更优的功率分配结果。

主权项

毫米波多天线系统中基于加权容量增速的功率分配方法，该方法基于一个包含一个基站和多个终端的通信系统，基站天线阵列为均匀矩形阵，基站采用波束空间方法降低信号维度，其特征在于该方法具体是：步骤1.初始化阶段：计算波束空间信道相关矩阵的奇异值分解，获得奇异向量组成的矩阵和奇异值组成的矩阵，计算每个终端的权重；按照均匀分配的方式分配总功率；步骤2.迭代分配功率阶段：2‑1.对于所有的编号属于需要分配功率的终端的编号的集合的终端，计算加权的容量对功率的导数，然后计算这些导数的方差和：如果该方差和的值大于设定的阈值，进入2‑2；如果该方差和的值小于等于设定的阈值，则结束步骤2，结束算法；2‑2.对于所有的编号属于集合需要分配功率的终端的编号的集合的终端，找到各终端的加权的容量对功率的导数的最大值和最小值，以及对应的终端的编号；计算这两个终端的加权的容量对功率的二阶导数；根据二阶导数，在保证总功率不变的条件下，计算具有加权的最大导数的终端的功率增加量和具有加权的最小导数的终端的功率减小量，使两个终端的加权的容量对功率的导数在改变后相等；计算按照功率减小量减小后具有加权的最小导数的终端的功率：如果具有加权的最小导数的终端的功率减去减少量后大于零，按照功率增加量增加具有加权的最大导数的终端的功率，按照功率减小量减小具有加权的最小导数的终端的功率；如果具有加权的最小导数的终端的减去减少量后功率小于等于零，重新将减少量设置为最小值对应的终端的功率，相应地在总功率不变的条件下重新设置增加量，将最大值对应的终端的功率按照增加量增加，将最小值对应的终端的功率按照减少量减小，并将其编号从需要分配功率的终端的编号的集合移到不需要分配功率的终端的编号的集合；步骤3.返回步骤2判断迭代是否继续。