[发明专利]导频与功率分配联合优化方法、系统、介质及通信设备

权利要求书

1.一种导频与功率分配联合优化方法，其特征在于，在对多小区Massive MIMO系统下的用户进行导频与功率分配的过程中，包括以下步骤：

S1，对各小区的导频分配方案、导频功率分配方案以及数据功率分配方案进行初始化；

S2，根据所述导频功率分配方案以及数据功率分配方案，以小区总传输速率最大化为目标，逐一在各小区采用匈牙利算法对所述导频分配方案进行迭代优化；

S3，通过根据所述导频分配方案，求解以预设的用户最大发送功率以及用户最小传输速率为限制、以最大化系统总传输速率为目标函数的优化问题，对所述导频功率分配方案以及数据功率分配方案进行迭代优化；

S4，判断预设的联合优化结束条件是否满足，满足则输出优化后的所述导频分配方案、导频功率分配方案以及数据功率分配方案，否则返回所述步骤S2进行下一轮联合迭代。

2.根据权利要求1所述的导频与功率分配联合优化方法，其特征在于，在所述步骤S1的初始化过程中，各用户的导频分配方案随机设置，各用户的导频功率分配方案相同，各用户的数据功率分配方案相同。

3.根据权利要求1所述的导频与功率分配联合优化方法，其特征在于，在所述步骤S2中，包括以下步骤：

S21，对于正在进行优化的小区，通过以其它小区的导频分配方案作为常量，根据所述导频功率分配方案以及数据功率分配方案，建立该小区用户与导频分配之间的权重表，构建出以小区总传输速率最大化为目标、求带权重二分图的最大权重和的匹配问题；

S22，通过采用匈牙利算法求解所述匹配问题，对该小区的所述导频分配方案进行优化；

S23，判断在本轮导频优化迭代中各小区是否已全部完成优化，是则执行步骤S24，否则返回所述步骤S21对下一个小区进行优化；

S24，判断预设的导频优化结束条件是否满足，满足则执行所述步骤S3，否则返回所述步骤S21进行下一轮导频优化迭代。

4.根据权利要求3所述的导频与功率分配联合优化方法，其特征在于，所述权重表的权重值为在该多小区Massive MIMO系统下复用相同导频的用户传输速率之和

其中，R_ik表示正在进行优化的小区i中用户k的传输速率，d_jn表示第j个小区使用导频n的用户，表示使用导频n的其它小区用户的传输速率之和；

R_ik＝log₂(1+SINR_ik)；

其中，SINR_ik、分别表示小区i的用户k和小区j的用户d_jn的信干比，β_ijk、分别表示小区j中用户k到小区i的基站的大尺度衰落系数和小区j中用户d_jn到小区i的基站的大尺度衰落系数；分别表示用户大尺度衰落系数的平方；M表示基站天线数目，L表示小区数目，K表示用户数目；代表用户的导频功率，代表用户的数据功率；代表导频发送过程的高斯白噪声的方差，代表数据发送过程中的高斯白噪声的方差。

5.根据权利要求4所述的导频与功率分配联合优化方法，其特征在于，所述步骤S3中的优化问题按以下公式表示：

subject to C₁:

C₂:

C₃:

其中，R_jk表示小区j的用户k的传输速率，P_max表示用户最大发送功率，R_min表示用户最小传输速率。

6.根据权利要求5所述的导频与功率分配联合优化方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述优化问题的求解过程在于，计算以下由所述优化问题经过连续凸逼近的方法转化得到最大化系统总传输速率的下界的凸优化问题：

subject to C₁:

C₂:

C₃:

其中，

系数代表信干比SINR。