[发明专利]一种分布式天线系统中高能效的功率分配方法

摘要

本发明提供了一种分布式天线系统中高能效的功率分配方法。该方法以分布式天线系统的能量效率最大化作为优化目标、以分布式天线系统各个远程天线的功率作为优化变量构建能量效率模型，利用导数分析、分类讨论选出用来传输信号的远程天线的数目，然后利用分类讨论、朗伯函数给出功率分配的闭式表达式。本发明所提出的方法不仅可以有效实现各个远程天线功率的最优分配，而且给出了闭式解，避免了迭代计算，与现有方法相比运算复杂度大幅度降低。

主权项

一种分布式天线系统中高能效的功率分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)对分布式天线系统中任意一用户u，获取分布式天线系统中每个远程天线到用户u的信道增益与噪声功率比；为各远程天线分配序号，使到用户u的信道增益与噪声功率比值越大的远程天线排序越靠前，即各远程天线到用户u的信道增益与噪声功率比排列为：γ1＞…＞γi…＞γN；其中，γi表示第i根远程天线到用户u的信道增益与噪声功率比，N为远程天线个数；(2)建立分布式天线系统的能量效率模型为：ηEE=log2(1+Σi=1NγiPi)Σi=1NPi+Pc]]>式中，ηEE表示分布式天线系统的能量效率，Pc为系统的环路功率消耗；式中，Pi表示第i根远程天线的发射功率；(3)以能量效率最大化为目标问题求解能量效率模型，求解步骤包括：(3‑1)将能量效率模型分段为以下形式：Vk(Pk)=log2(1+Σi=1k-1γiPmax,i+γkPk)Σi=1k-1Pmax,i+Pk+Pc,k=1,2,...,N]]>式中，Pmax，i表示第i根远程天线的最大发射功率；(3‑2)对Vk(Pk)进行求导，并计算Vk(Pk)导数的分子为：Ak(Pk)=γk(Σi=1k-1Pmax,i+Pk+Pc)-(1+Σi=1k-1γiPmax,i+γkPk)×ln(1+Σi=1k-1γiPmax,i+γkPk)]]>(3‑3)计算{V2(0)，...，VN(0)}中值最大的一项，记为VK；(3‑4)计算AK(0)的值；若AK(0)＞0，则计算N0＝K，否则，计算N0＝K‑1；N0表示满足分布式天线系统能量效率最大化的用于传输信号的远程天线数量；(3‑5)计算的值，若则计算否则，计算为：PN0=1γN0{exp[W(γN0(Σi=1N0-1Pmax,i+Pc)-1-Σi=1N0-1γiPmax,ie)+1]-1-Σi=1N0-1γiPmax,i}]]>式中，W()为朗伯W函数；(3‑6)根据步骤(3‑5)得到的计算出能量效率模型的最优解为：P*=[Pmax,1,...,Pmax,N0-1,PN0,0,...,0]T]]>即分布式天线系统给第N0根远程天线分配的功率为给第1个到第N0‑1根远程天线分配的功率为各远程天线的最大功率Pmax，i，给第N0+1到第N根远程天线不分配功率。