去蜂窝大规模MIMO系统功率控制算法

赵 迪,郭爱煌,2,宋春林

(1.同济大学电子与信息工程学院,上海 201804;2.东南大学毫米波国家重点实验室,江苏 南京 210092)

0 引 言

随着移动通信的飞速发展,流量需求持续增长。为了满足这一需求,蜂窝网络必须不断缩小蜂窝小区的面积以不断提升频谱资源的复用率,因此其固有的小区间干扰和越区切换频繁等问题愈发严重,成为蜂窝网系统性能的最大瓶颈。对蜂窝网络架构进行彻底变革的去蜂窝网络架构成为人们关注的可行技术方案[1]。以分布式天线系统为原型,Ngo等引入“以用户为中心”的理念并提出了去蜂窝(cell-free,CF)大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)的概念[2-4]。

去蜂窝网络架构中允许用户设备(user equipment,UE)同时接入多个接入点(access point,AP),通过多个AP共同处理信号来实现信号协同处理。UE与AP之间的连接过多会加重回程链路的负荷,有必要为每个UE选择最优的服务AP子集。Nguyen等提出基于传输功率最小化的迭代消除算法,为每个UE删除无法提供规定信干噪比(signal to interference plus noise ratio,SINR)的无效AP[5]。Panda提出一种大尺度衰落约束下的基于接收信号功率的随机排序和分组算法,基于迭代思想逼近搜索合理的AP组[6]。以上两种算法的前提是需要计算每个连接的有效传输功率,复杂度较高,不适用AP和UE数量较多的去蜂窝大规模MIMO系统。Tran等提出的基于最大大尺度衰落的AP选择算法,能够一定程度上提升系统能效[7]。

去蜂窝大规模MIMO中的功率控制问题也是研究的重点。通过对UE或AP的发射功率调节可以降低同频干扰并提升系统的整体性能。……