[发明专利]一种波束成形方法及基于该方法的异构云无线接入网络

说明书

本发明公开一种波束成形方法及基于该方法的异构云无线接入网络，该方法包括以下几个步骤：计算蜂窝用户的数据传输速率、计算RRH用户的数据传输速率、计算异构云无线接入网络的总数据传输速率和总功耗、确定MBS和RRH的波束成形向量联合优化问题和求解MBS和RRH的波束成形向量联合优化问题；该异构云无线接入网络包括一个基带处理单元池和多个宏蜂窝网络，每个宏蜂窝网络包括一个宏基站MBS、多个无线远端射频模块RRH、多个蜂窝用户和多个RRH用户；该方法将原优化问题转化易于处理的二阶锥规划问题，从而提高了异构云无线接入网络的能量效率、抑制了网络中存在的干扰、降低了网络的总功耗。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体是一种波束成形方法及基于该方法的异构云无线接入网络。

背景技术

随着智能移动设备数量的急剧增加，以及伴随移动社交网络和物联网(Internetof Things,IoT)技术出现的各种无线应用，预计到2021年全球移动数据流量将达到587EB。与此同时，全球移动网络接入设备总数在2020年底将达到1000亿，其中移动终端数量将超过100亿台。无线网络的快速发展，使得能源消耗和温室气体排放迅猛增长。统计数据表明，全球能源消耗的2％-10％和全球CO2排放量的2％是信息通信技术行业产生的，其中60％以上直接归因于无线电接入网络[2]。因此，下一代无线网络在提高系统容量、保证用户服务质量以及降低能耗等方面面临着重大挑战。异构云无线接入网络作为一种新型网络，为解决现有无线网络所面临的问题提供了一种可能的解决方案。

异构云无线接入网络保留了部署在传统宏蜂窝网络中的宏基站(Macro BaseStation MBS)。异构云无线接入网络利用MBS缓解去程链路(Fronthaul Link)的容量限制，实现宏蜂窝网络的无缝覆盖。然而，异构云无线接入网络中无线远端射频单元(RemoteRadio Head,RRH)与MBS工作在underlay模式下，两者之间存在严重的层间干扰，这种干扰降低了网络的整体性能。为了克服该问题，可采用多天线技术来提高空间资源复用和抑制层间干扰。针对多天线异构云无线接入网络的研究中，文献[1-5]均假设异构云无线接入网络中仅存在一个宏蜂窝网络和一个MBS，研究的HC-RAN无线接入网络架构较简单。文献[6]虽然研究了异构云无线接入网络中存在多个宏蜂窝网络的情况，但是文中假设MBSs的波束成形向量是已知的，只对RRHs的波束成形向量进行优化，没有考虑MBSs和RRHs波束成形向量的联合优化问题。针对多天线HC-RAN关键技术的研究还处于初始阶段，如何利用多天线技术解决HC-RAN中的难点问题，需要进一步地研究。

参考文献

[1]Mugen Peng,Hongyu Xiang,Yuanyuan Chen,et.al.Inter-tierinterference suppression in heterogeneous cloud radio access networks.IEEEAccess,2015,3:2441-2455.

[2]Yuanyuan Cheng,Shi Yan,Jinhe Zhou,et.al.Average bit error rate andsum capacity in heterogeneous cloud radio access networks.IEEE VehicularTechnology Conference,6-9 September 2015,Boston USA,1-5.

[3]Mugen Peng,Yuling Yu,Hongyu Xiang,et.al.Energy-efficient resourceallocation optimization for multimedia heterogeneous cloud radio accessnetworks.IEEE Transactions on Multimedia,2016,18(5):879-892.