[发明专利]一种网络辅助全双工系统的模数转换器精度分配方法

权利要求书

1.一种网络辅助全双工系统的模数转换器精度分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，建立系统频谱效率和能量效率联合最大化问题，具体为：

设定频谱效率函数：

其中，

为第k个下行用户的传输速率，为第k个上行用户的传输速率，

分别为N个RAU以及K_dl个下行用户处配备的ADC精度，T为系统相干时间，T_ul为用于上行传输的符号数，T_dl为用于下行传输的符号数，其中，表示求随机变量、随机矢量或者随机矩阵的数学期望，(·)^H表示矩阵或向量的共轭转置，表示在信道估计过程中通过波束形成训练机制获得的第j个上行与第k个下行用户间有效下行干扰信道，为μ_k,i的最小均方误差MMSE估计，为估计误差，s_i是第i个下行用户发射的信号，x_j是第j个上行用户发出的信号；为所有远程接入单元RAU到第k个用户的信道，M表示每个RAU上的天线数，N_dl表示下行RAU数，K表示用户总数，K_ul为上行用户数目，K_dl为下行用户数目，表示行数为m，列数为n的复矩阵或向量。u_t,k,j是第j个上行与第k个下行用户间的干扰信道；w_i是第i个下行用户的预编码向量。p_dl/ul,i是下行或上行传输功率，表示下行高斯信道零均值加性噪声的方差；ξ_k是与第k个下行用户ADC量化精度有关的系数。表示下行量化噪声的相关矩阵，n_q,dl,k表示低精度ADC的量化噪声，

为第k个上行用户的传输速率，其中，表示与低精度量化精度相关的对角矩阵，α_n是与第n个RAU配备的ADC精度b_n有关的精度参数，I_M表示维度为M×M的单位矩阵，是第i个上行用户到所有RAU的MMSE信道估计向量，N_ul表示上行RAU数；g_ul,i表示信道估计误差，表示第k个上行用户信号的接收机矢量的共轭转置，为RAU间等效干扰信道的估计误差。表示上行高斯信道零均值加性噪声的方差，表示上行量化噪声的相关矩阵；

设定能量效率函数：

其中，分别为N个RAU以及K_dl个下行用户处配备的ADC精度，W为传输带宽，T为系统相干时间，T_ul为用于上行传输的符号数，T_dl为用于下行传输的符号数，P_total为总功耗，可以表示为P_total＝P_TC+P_T+P_LP+P_BH。P_TC为系统收发机链路的能量，P_TC＝N(MP_BS+P_SYN)+KP_UE+MP_ADC，P_BS,P_SYN,P_UE分别为为与基站、晶振、用户功率消耗相关的常量，P_ADC＝a₀·M·2^b+a₁是与ADC量化精度相关的功耗，a₀,a₁为常量；

为系统发送信号所需的能量，τ为信道估计占用的帧长度；ξ为放大器效率；为RAU端线性接收器与预编码器所需要的能量。为分布式天线系统与CPU之间回传链路消耗的能量，

P₀,P_BT分别为固定回传与可变回传功率消耗相关的常量；

联合最大化问题目标函数为：

所述联合最大化问题目标函数具有以下约束条件：

约束C1：回程容量受限导致的所有RAU上ADC总比特数的限制。M表示每个RAU上的天线数，b_n表示第n个RAU上的天线数，B_t表示所有RAU上最大ADC量化比特总数；

约束C2：上行链路的平均用户服务质量QoS要求；

约束C3：下行链路的平均用户服务质量要求；

约束C4：系统子模块的功率约束。

步骤2，通过非支配遗传算法，迭代求解步骤一建立的问题；

首先，需要生成一个初始种群，该种群要满足约束C1，即量化比特数总和的限制，产生初始的b后，基于当前种群计算目标函数值，在联合最大化问题中即计算SE与EE的值；然后根据非主要等级的拥塞距离对当前种群进行排序，然后使用精英选择策略从当前排序的种群中选择一个父种群，进行选择、交叉、变异操作，然后合并和排序第一个父种群和后代种群，创建一个新种群并替换原始种群，重复此循环，直到满足优化条件，最后，获得一套帕累托最优解。