[发明专利]大规模3D MIMO反向TDD异构网络无线回程资源分配方法

摘要

本发明公开了大规模3D MIMO反向TDD异构网络无线回程资源分配方法，包括以下步骤：构建一个异构网络，异构网络中包括N个频率资源块，异构网络中包括一个宏小区，宏小区包括S个微小区和K个宏小区用户，S和K均为大于等于1的自然数，每个微小区包括一个微小区用户，每个微小区均通过无线回程链路与宏小区进行通信，无线回程链路包括上行链路和下行链路；宏小区中覆盖有一个宏小区基站，每个微小区中覆盖有一个微小区基站；宏小区配备有N_A个天线，宏小区中波束形成组的大小为N_B；通过目标函数f(θ,α,β)得到最优下倾角θ、最优α和最优β。本发明考虑了大规模3D MIMO反向TDD异构网络无线回程资源分配方法和3D波束赋形，极大地提升系统的整体性能。

主权项

1.大规模3D MIMO反向TDD异构网络无线回程资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，构建一个异构网络，所述异构网络中包括N个频率资源块；所述异构网络中包括一个宏小区，所述宏小区包括S个微小区和K个宏小区用户，S和K均为大于等于1的自然数；每个微小区包括一个微小区用户，每个微小区均通过无线回程链路与宏小区进行通信；所述宏小区中覆盖有一个宏小区基站，每个微小区中覆盖有一个微小区基站；所述宏小区配备有N_A个天线，宏小区中同时接入同一个频率资源块上的宏小区用户和微小区的总数为N_B，N_B＜＜N_A；步骤2，从多个微小区中任选一个微小区作为微小区s，通过式(1)得到微小区s的数据传输速率R_s,0(θ)：R_s,0(θ)＝α_sNr_s,0(θ)     (1)通过式(2)得到微小区s中微小区用户的数据传输速率R_s,s：R_s,s＝(1‑α_s)Nr_s,s       (2)通过式(3)得到宏小区用户k的数据传输速率R_k,0(θ)：其中，θ是宏小区天线的下倾角，α_s是分配给微小区s的频率资源块数量所占N个频率资源块的比例，0≤α_s≤1，则分配给宏小区用户的剩余频率资源块的数量是(N_B‑∑_s∈Sα_s)N，β_k是(N_B‑∑_s∈Sα_s)N个频率资源块中分配给宏小区用户k的频率资源块所占的比例，k＝1,2,...,K；其中r_s,0(θ)是微小区s在每个频率资源块上的数据传输速率；γ_s,0(θ)是微小区s在每个频率资源块上的信噪比，p_s,0是从宏小区基站到微小区基站s的发射功率，L_s,0是从宏小区基站到微小区基站s的路径损耗，g_s,0(θ)为微小区基站s到宏小区基站的大尺度信道信息，为微小区基站s接收的噪声功率；r_s,s＝log₂(1+γ_s,s)，其中r_s,s是微小区s中微小区用户在每个频率资源块上的数据传输速率；γ_s,s是微小区s中微小区用户在每个频率资源块上的信噪比，p_s,s是从微小区基站s到微小区s中微小区用户的发射功率，L_s,s是从微小区基站到微小区s中微小区用户的路径损耗，g_s,s是从微小区基站s到微小区s中微小区用户的天线增益，p_s',s'是从微小区基站s′到微小区s′中微小区用户的发射功率，L_s,s'是从微小区基站s′到微小区s′中微小区用户的路径损耗，g_s,s'是从微小区基站s′到微小区s′中微小区用户的天线增益，s′≠s，s′＝1,2,...,S，s＝1,2,...,S，为微小区s中微小区用户接收的噪声功率；其中r_k,0(θ)是宏小区用户k的在每个频率资源块上的数据传输速率；γ_k,0(θ)是宏小区用户k在每个频率资源块上的信噪比，p_k,0是从宏小区基站到宏小区用户k的发射功率，L_k,0是从宏小区基站到宏小区用户k的路径损耗，g_k,0(θ)为宏小区用户k到宏小区基站的大尺度信道信息，为宏小区用户k接收的噪声功率；步骤3，通过式(4)得到目标函数f(θ,α,β)，求取θ、α、β的最优值；其中，0≤α_s≤1，为微小区集合；0≤β_k≤1，为宏小区集合；R_s,s≤R_s,0(θ)，为微小区集合；θ_min≤θ≤θ_max；C₀＝(K+S)log(N)+∑_s∈Slog(r_s,s)。