短期功率约束下的无小区大规模MIMO中的功率分配研究

作     者：张尧 齐畅 杨龙祥 ZHANG Yao;QI Chang;YANG Longxiang

作者机构：南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 

出 版 物：《南京邮电大学学报（自然科学版）》 (Journal of Nanjing University of Posts and Telecommunications：Natural Science Edition)

年 卷 期：2019年第39卷第2期

页      面：27-34页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金(61427801)资助项目 

主　　题：无小区大规模MIMO 短期功率约束 QoS约束 连续凸逼近 二分法 

摘      要：文中考虑了一个下行无小区大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)系统,其中M个单天线接入点(access point,AP)和K个单天线用户随机分布在服务区内,M K。同一用户可以在同一时间、同一频率上被所有接入点服务。在短期功率约束(short-term power constraint,STPC)下,文中针对两种不同的优化问题分别提出了相对应的功率分配算法。第一个优化问题是在满足用户服务质量(quality-of-service,Qo S)约束的条件下最大化用户总速率,该问题可以利用连续凸逼近(successive convex approximation,SCA)的方法求解。此外,第二个优化问题是一个混合Qo S约束问题。它可以在保证高优先级用户(high propriety user,HPU)的QoS需求的基础上,为其余低优先级用户(low propriety user,LPU)提供相同速率的服务。该问题是拟凹的,因此可以通过二分法求解。仿真结果表明,文中提出的功率分配算法具有很好的性能。此外,同长期功率约束(long-term power constraint,LTPC)相比,STPC可以显著提高用户下行速率。