[发明专利]能量高效的双层异构网络下行协作传输方法

权利要求书

1.能量高效的双层异构网络下行协作传输方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将下行协作传输预编码的计算复杂度分为信道状态矩阵求逆以及功率分配两个过程，网络性能按照能量效率进行衡量；

步骤一一、在信道状态矩阵求逆过程中，基于双层异构网络中用户与蜂窝基站的地理分布特性，减少信道状态矩阵中非零元素的个数，将无规则矩阵转换为带状对角阵的形式；

步骤一二、在功率分配过程中，通过对宏基站天线的发射功率及相对应的信道增益进行转换，将逐天线功率分配问题转换为基于注水算法的总功率分配问题；

步骤二、预编码完成，中心基站协调各个基站进行信号传输；

其特征在于：步骤一一中，将毫微微蜂窝用户与其他建筑物的毫微微蜂窝基站之间的信道增益置零；将宏蜂窝中的用户与相距较远的毫微微蜂窝基站之间的信道增益置零，仅保留K₁个附近的毫微微蜂窝基站；将宏蜂窝基站与距离较远的毫微微蜂窝的用户之间的信道增益置零，仅保留距离宏蜂窝基站较近的K₂个微蜂窝；K₁与K₂的值由毫微微蜂窝的部署密度以及用户与毫微微蜂窝的地理分布特性所决定，信道矩阵变成了带状的对角阵，其非零元素减少；

步骤一二中，将宏蜂窝基站天线发射功率变为与毫微微蜂窝基站天线发射功率相等，并将信道状态矩阵中宏蜂窝基站到所有用户的信道增益乘以系数其中为宏蜂窝基站天线的最大发射功率，为毫微微蜂窝基站天线的最大发射功率；

将逐天线功率分配变为基于注水算法的总功率分配，得到每根天线的实际发射功率，对宏蜂窝基站天线为对第i个毫微微蜂窝基站天线为其中i＝1,…,F，F为毫微微蜂窝的个数；

控制所有天线所实际分配的功率不会超过单根天线的最大发射功率限制，即且i＝1,…,F；

基于系数e确定分配给宏蜂窝基站天线的最终实际发射功率分配给毫微微蜂窝基站天线的最终实际发射功率其中i＝1,…,F。

2.根据权利要求1所述的能量高效的双层异构网络下行协作传输方法，其特征在于：

步骤一中，网络性能的衡量指标为能量效率η，由网络的吞吐量C与网络的总功耗P_tot得到；其中，P_tot既包括传统的基站发射功率P_t与电路功率P_c，还包括协作传输复杂度的基带处理功率P_b；

其中，N为参与协作传输的微蜂窝基站天线数，为宏蜂窝基站天线的发射功率，为毫微微蜂窝基站天线的发射功率。