本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多輸入多輸出)系統(tǒng)與單天線系統(tǒng)相比，具有分集和復(fù)用增益、更高的速率和可靠度等優(yōu)越性能，而被認(rèn)為是蜂窩通信系統(tǒng)一種重要的技術(shù)。近年來，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，即基站安裝大量的天線，將天線增加到幾百根用來同時服務(wù)幾十個用戶，以獲得更高的速率和可靠性。大規(guī)模MIMO系統(tǒng)被認(rèn)為是5G通信系統(tǒng)一種重要的關(guān)鍵技術(shù)。

基站利用下行CSI(Channel State Information，信道狀態(tài)信息)進行預(yù)編碼可以更好的服務(wù)更多的用戶。對于FDD(Frequency Division Duplexing，頻分雙工)的系統(tǒng)，為了估計出下行信道狀態(tài)信息，基站向用戶發(fā)射的下行導(dǎo)頻數(shù)應(yīng)至少等于基站的天線數(shù)。因此，當(dāng)系統(tǒng)的規(guī)模變的很大，即基站的天線數(shù)增加到幾百根時，下行導(dǎo)頻開銷和下行CSI的反饋將變的不可接受。而對于TDD(Time Division Duplexing，時分雙工)系統(tǒng)，由于上行和下行鏈路在同一頻段，當(dāng)發(fā)送時間間隔小于信道相干時間時，上下行信道模型將經(jīng)歷相同的物理衰減，即滿足信道的互易性，也就是下行信道是上行信道的轉(zhuǎn)置。因此，下行信道的估計可以通過上行信道估計獲得。而用戶發(fā)射的上行導(dǎo)頻數(shù)量只要保證大于等于用戶數(shù)就可完成上行信道的估計，顯然用戶的數(shù)量級比基站天線數(shù)小很多。這樣可以大大減少導(dǎo)頻開銷和CSI的反饋。

現(xiàn)有技術(shù)中，基站分別獲取上行信道中的每個上行信號，根據(jù)信道的互易性，確定每個下行信號的功率，并將確定的下行信號的功率配置到對應(yīng)的天線上。但是，實際的通信系統(tǒng)不僅僅包括無線傳播信道，還包括鏈路兩端收發(fā)機的RF(Radio Frequency，射頻)電路部分。通常，RF電路包括混合器、A/D及D/A轉(zhuǎn)換器、功率放大器等，且RF電路受外部環(huán)境的溫度和濕度等影響非常大。所以，收發(fā)機RF電路的隨機變化將引起上下行信號即使在同一頻段上，也很難保持這個信道的互易性。因此現(xiàn)有技術(shù)中直接根據(jù)上行信號模型配置下行功率，會造成通信系統(tǒng)資源配置的不合理，造成系統(tǒng)通信資源的浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的在于提供一種基于最大比傳輸預(yù)編碼的多輸入多輸出系統(tǒng)下行功率分配方法及系統(tǒng)，以實現(xiàn)提高通信系統(tǒng)資源配置的合理性，節(jié)約系統(tǒng)的通信資源。具體技術(shù)方案如下：

一種基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法，應(yīng)用于MRT最大比傳輸預(yù)編碼的大規(guī)模MIMO多輸入多輸出系統(tǒng)射頻不匹配情況，包括：

獲取最大比傳輸預(yù)編碼的多輸入多輸出系統(tǒng)的終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型；

根據(jù)所述上行信道模型和所述下行信道模型，確定近似和速率，其中，所述近似和速率為通過預(yù)設(shè)的近似公式得到的，所述下行信道模型對應(yīng)的總傳輸速率；

根據(jù)所述近似和速率，建立以最大化所述近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)；

通過將函數(shù)由非凸性轉(zhuǎn)換為凸性的公式，將所述非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)；

在所述近似和速率最大時，確定所述凸性優(yōu)化函數(shù)的最優(yōu)解，根據(jù)所述最優(yōu)解配置所述多輸入多輸出系統(tǒng)的下行功率。

一種基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配系統(tǒng)，應(yīng)用于MRT最大比傳輸預(yù)編碼的大規(guī)模MIMO多輸入多輸出系統(tǒng)射頻不匹配情況，包括：

信道模型搭建模塊，用于獲取最大比傳輸預(yù)編碼的多輸入多輸出系統(tǒng)的終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型；

第一計算模塊，用于根據(jù)所述上行信道模型和所述下行信道模型，確定近似和速率，其中，所述近似和速率為通過預(yù)設(shè)的近似公式得到的，所述下行信道模型對應(yīng)的總傳輸速率；

第二計算模塊，用于根據(jù)所述近似和速率，建立以最大化所述近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)；

第三計算模塊，用于通過將函數(shù)由非凸性轉(zhuǎn)換為凸性的公式，將所述非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)；

功率配置模塊，用于在所述近似和速率最大時，確定所述凸性優(yōu)化函數(shù)的最優(yōu)解，根據(jù)所述最優(yōu)解配置所述多輸入多輸出系統(tǒng)的下行功率。

本發(fā)明實施例提供的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法及系統(tǒng)，根據(jù)終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，在近似和速率最大時，確定下行功率的最優(yōu)解。根據(jù)最優(yōu)解分配下行功率，可以實現(xiàn)提高通信系統(tǒng)資源配置的合理性，節(jié)約系統(tǒng)的通信資源。當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法的一種流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法的另一種流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的通過迭代方法確定最優(yōu)解的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)和速率隨基站天線數(shù)變化的曲線圖；

圖5為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)和速率隨基站發(fā)射功率變化的曲線圖；

圖6為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)和速率隨射頻電路不匹配方差變化的曲線圖；

圖7為本發(fā)明實施例的速率增益隨基站發(fā)射功率變化的曲線圖；

圖8為本發(fā)明實施例的速率增益隨射頻電路不匹配方差變化的曲線圖；

圖9為本發(fā)明實施例的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在實際的MIMO通信系統(tǒng)中，不僅包括無線傳播信道，還包括鏈路兩端收發(fā)機的RF電路部分。通常，RF電路的收發(fā)電路由于外部環(huán)境的影響，如溫度和濕度，導(dǎo)致收發(fā)機RF電路的增益產(chǎn)生變化。這使得即使上行信道和下行信道工作在同一頻段上的TDD系統(tǒng)也不能夠滿足信道的互易性。RF電路的這種不匹配顯然會惡化系統(tǒng)的性能，不利于基站的預(yù)編碼和功率的分配。即使從硬件電路和軟件算法兩方面進行互易性校準(zhǔn)研究，也很難做到理想消除RF電路的不匹配問題。

因此，有必要在信道存在非匹配時對系統(tǒng)的性能進行評價，以及基于信道不匹配時的資源分配問題，如基站功率分配問題；有必要研究在信道不匹配的條件下，基站采用各種預(yù)編碼方法時系統(tǒng)所獲得性能，進而研究各不匹配參數(shù)對系統(tǒng)帶來的影響，以及依據(jù)系統(tǒng)所獲得的性能如何進行資源分配，如功率分配，從而確定系統(tǒng)的最佳配置，降低RF不匹配對系統(tǒng)的影響。

本發(fā)明實施例以單小區(qū)的情景為例，基站安裝M(M為正整數(shù))根天線同時服務(wù)K(K為正整數(shù))個用戶，滿足M＞＞K，且系統(tǒng)操作在TDD模式下。首先，在RF電路增益模型的基礎(chǔ)上，建立RF不匹配時的信道模型，對于基站使用MRT(Max Ratio Transmisson，最大比傳輸)預(yù)編碼，分析了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)信道不匹配時獲得的近似和速率。然后，根據(jù)基站發(fā)射功率的約束條件，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的優(yōu)化問題。由于建立的優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)為非凸性，通過預(yù)設(shè)的對數(shù)下界不等式(該下界在特定取值附近，將變得非常緊)將優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為優(yōu)化其下界。由于轉(zhuǎn)化后的函數(shù)分配給各用戶的功率仍然是非凸的，進而采用一種指數(shù)變換，將該問題轉(zhuǎn)化為一個線性函數(shù)和對數(shù)函數(shù)之差，使得該問題變成了凸問題。最后，通過迭代更新下界不等式中的參數(shù)，以逐步逼近最優(yōu)解。

參見圖1，圖1為本發(fā)明實施例的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法的一種流程示意圖，應(yīng)用于大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)射頻不匹配環(huán)境，包括：

S101，獲取最大比傳輸預(yù)編碼的多輸入多輸出系統(tǒng)的終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型。

調(diào)研終端側(cè)(用戶側(cè))和基站側(cè)RF電路增益的幅度和相位模型，然后建立RF電路不匹配時的上行信道模型和下行信道模型。

S102，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，其中，近似和速率為通過預(yù)設(shè)的近似公式得到的，下行信道模型對應(yīng)的總傳輸速率。

計算出下行信道模型對應(yīng)的總傳輸速率，作為系統(tǒng)和速率，通過近似公式將系統(tǒng)和速率轉(zhuǎn)換為近似和速率。

S103，根據(jù)近似和速率，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)。

在確定近似和速率后，為了使MIMO系統(tǒng)傳輸速率最大化，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)。

S104，通過將函數(shù)由非凸性轉(zhuǎn)換為凸性的公式，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)。

非凸性函數(shù)無法求解極值,需要將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)換為凸性優(yōu)化函數(shù)。

S105，在近似和速率最大時，確定凸性優(yōu)化函數(shù)的最優(yōu)解，根據(jù)最優(yōu)解配置多輸入多輸出系統(tǒng)的下行功率。

確定凸性優(yōu)化函數(shù)取最大值時(即近似和速率最大時)，凸性函數(shù)的解，作為MIMO系統(tǒng)分配下行功率的依據(jù)。

本發(fā)明實施例提供的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法，根據(jù)終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，在近似和速率最大時，確定下行功率的最優(yōu)解。根據(jù)最優(yōu)解分配下行功率，可以實現(xiàn)提高通信系統(tǒng)資源配置的合理性，節(jié)約系統(tǒng)的通信資源。

可選的，建立射頻不匹配信道模型，包括：

建立射頻不匹配時的下行信道模型：

其中，H_D為下行信道模型，U_r為終端接收到的射頻電路增益矩陣，且U_r＝diag{u_r,1,u_r,2,…,u_r,k,…,u_r,K}，u_r,k為第k個終端接收到的射頻電路增益，k∈[1,K]，K為正整數(shù)，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布δ_u,r為預(yù)設(shè)的參數(shù)，根據(jù)第k個終端接收到的射頻電路增益的幅度進行計算，相位服從均勻分布為第k個終端接收到的射頻電路增益相位失真的最大值，為普通的瑞利信道，且中的元素服從均值為0、方差為1的復(fù)高斯變量，B_t為基站發(fā)送的射頻電路增益矩陣，且B_t＝diag{b_t,1,b_t,2,…,b_t,m,…,b_t,M}，b_t,m為基站發(fā)送的第m個射頻電路增益，m∈[1,M]，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布δ_b,t為預(yù)設(shè)的參數(shù)，根據(jù)基站發(fā)送的第m個射頻電路增益的幅度進行計算，相位服從均勻分布為基站發(fā)送的第m個射頻電路增益相位失真的最大值。

建立射頻不匹配時的上行信道模型：

其中，H_U為上行信道模型，B_r為基站接收到的射頻電路的增益矩陣，且B_r＝diag{b_r,1,b_r,2,…,b_r,m,…,b_r,M}，b_r,m為基站接收到的第m個射頻電路增益，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布δ_b,t為預(yù)設(shè)的參數(shù)，根據(jù)基站接收到的第m個射頻電路增益的幅度進行計算，相位服從均勻分布為基站接收到的第m個射頻電路增益相位失真的最大值，為的轉(zhuǎn)置，U_t為終端發(fā)送的射頻電路的增益矩陣，且U_t＝diag{u_t,1,u_t,2,…,u_t,k,…,u_t,K}，u_t,k為第k個終端發(fā)送的射頻電路增益，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布δ_u,r為預(yù)設(shè)的參數(shù)，根據(jù)第k個終端發(fā)送的射頻電路增益的幅度進行計算，相位服從均勻分布為第k個終端發(fā)送的射頻電路增益相位失真的最大值。

由于RF電路的不匹配，有為H_U的轉(zhuǎn)置。

在本發(fā)明實施例中，建立了射頻不匹配信道的上行信道模型和下行信道模型，為后續(xù)確定系統(tǒng)的近似和速率提供了技術(shù)上的支持。

可選的，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，包括：

步驟一，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，通過功率約束條件，確定最大比傳輸預(yù)編碼的預(yù)編碼系數(shù)。

步驟二，根據(jù)預(yù)編碼系數(shù)，通過上行信道模型和下行信道模型，確定終端的信號干擾噪聲比。

步驟三，根據(jù)信號干擾噪聲比，依次通過香濃公式和預(yù)設(shè)的近似公式，確定近似和速率。

此處所說的近似公式為能夠?qū)⑾到y(tǒng)和速率轉(zhuǎn)換為，便于求解的近似和速率的任意近似公式，例如

在本發(fā)明實施例中，通過上行信道模型和下行信道模型，確定系統(tǒng)的近似和速率，為確定近似和速率最大時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

為了滿足MRT預(yù)編碼前后發(fā)射信號功率相等的要求，計算得到預(yù)編碼系數(shù)為

可選的，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，包括：

獲取下行信道模型中最大比傳輸法預(yù)編碼的輸出信號：其中，X為最大比傳輸預(yù)編碼輸出的信號，α為預(yù)編碼系數(shù)，W為基站采用最大比傳輸預(yù)編碼矩陣，且D為大尺度衰落矩陣，且D＝diag{β₁,β₂,…,β_k,…,β_K}，β_k為第k個終端的大尺度衰落系數(shù)，P為基站的發(fā)射功率矩陣，P＝diag{P₁,P₂,…,P_k,…,P_K}，P_k為基站分配給第k個終端的發(fā)射功率，m∈[1,M],S為終端發(fā)送的隨機信號矢量，且s＝[s₁,s₂,…,s_k,…,s_K]，且滿足E(ss^H)＝I_K，E(ss^H)為ss^H的期望，I_K為K階單位矩陣，s_k為第k個終端的隨機信號矢量，s^H為S的共軛轉(zhuǎn)置。

由范數(shù)的性質(zhì)可得故可得將代入，確定預(yù)編碼系數(shù)：

其中，功率約束條件為E(||x||²)＝p_max，p_max為基站的最大發(fā)射功率，E(||x||²)為||x||²的期望，||x||表示x的范數(shù)，M為基站安裝的天線數(shù)，Tr()為跡函數(shù)，W^H為W的共軛轉(zhuǎn)置，為H_U的共軛矩陣。

根據(jù)預(yù)編碼系數(shù)、上行信道模型和下行信道模型，確定第k個終端接收的信號：

其中，y_k為第k個終端接收的信號，p_k為基站為第k個終端分配的功率，h_k為的第k行，為B_r的共軛矩陣，n_k為第k個終端接收信號的噪聲。

為h_k的共軛轉(zhuǎn)置，為h_j的共軛轉(zhuǎn)置，h_j為的第j行，j∈[1,K]。p_k滿足其中，p_max為基站的最大發(fā)射功率，h_k為的第k行。

根據(jù)第k個終端接收的信號，確定第k個終端的信號干擾噪聲比：

其中，γ_k為第k個終端的信號干擾噪聲比。

根據(jù)信號干擾噪聲比，通過香濃公式，確定系統(tǒng)和速率：

其中，R為系統(tǒng)和速率，標(biāo)識各終端傳輸速率的和，為的期望，系統(tǒng)和速率為下行信道模型對應(yīng)的總的傳輸速率。

通過近似公式將系統(tǒng)和速率轉(zhuǎn)換為近似和速率：

當(dāng)定義時，則系統(tǒng)的近似和速率可簡寫成

其中，為近似和速率。

在本發(fā)明實施例中，通過上行信道模型和下行信道模型，確定系統(tǒng)的近似和速率，為確定近似和速率最大值提供了技術(shù)上的支持。

可選的，根據(jù)近似和速率，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)，包括：

根據(jù)近似和速率，以基站的功率為約束條件，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)：

p_k≥0,k＝1,2,…,K

其中，為基站為第k個終端分配的最優(yōu)功率，為最優(yōu)功率的集合，為近似和速率，p_k為基站為第k個終端分配的功率，p_max為基站能夠提供的最大發(fā)射功率，K為正整數(shù)，表示終端的個數(shù)，s.t.(subject to)指滿足規(guī)定的條件。

在本發(fā)明實施例中，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)，為確定近似和速率最大值時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，通過將函數(shù)由非凸性轉(zhuǎn)換為凸性的公式，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)，包括：

步驟一，根據(jù)非凸性優(yōu)化函數(shù)，通過預(yù)設(shè)的對數(shù)下界不等式，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)換為優(yōu)化下界函數(shù)。

步驟二，根據(jù)優(yōu)化下界函數(shù)，通過預(yù)設(shè)的指數(shù)變換，確定凸性優(yōu)化函數(shù)。

在本發(fā)明實施例中，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)，可以計算出近似和速率的最大值，為確定在近似和速率取最大值時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，通過將函數(shù)由非凸性轉(zhuǎn)換為凸性的公式，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)，包括：

根據(jù)非凸性優(yōu)化函數(shù)，通過對數(shù)下界不等式log(1+z)≥λlogz+μ，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)換為優(yōu)化下界函數(shù)：

其中，為優(yōu)化下界函數(shù)，λ、μ與z均為預(yù)設(shè)的參數(shù)，在(z₀為預(yù)設(shè)的數(shù)值)時，在z＝z₀附近，不等式log(1+z)≥λlog z+μ將變的非常緊，即近似和速率的下界在特定取值附近，將與優(yōu)化下界函數(shù)中和速率的值非常接近。

因此可將該優(yōu)化問題轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)化為優(yōu)化該問題的下界：

p_k≥0,k＝1,2,...,K

在特定取值時，此優(yōu)化下界函數(shù)的最優(yōu)解將與原問題的最優(yōu)解非常接近。

根據(jù)優(yōu)化下界函數(shù)，通過可以得到

因為和μ_k是與優(yōu)化變量無關(guān)的參數(shù)，因此優(yōu)化問題的凸性優(yōu)化函數(shù)等價為：

其中，為的最優(yōu)解集合。

經(jīng)過上面的轉(zhuǎn)化獲得的函數(shù)是凸函數(shù)，這是因為是線性的，是關(guān)于{p_k},k＝1,2,…,K聯(lián)合凸函數(shù)。

在本發(fā)明實施例中，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)，可以計算出近似和速率的最大值，為確定在近似和速率取最大值時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，在近似和速率最大時，確定凸性優(yōu)化函數(shù)的最優(yōu)解，包括：

步驟A，獲取并根據(jù)基站功率分配結(jié)果的初始值，計算出凸性優(yōu)化函數(shù)中參數(shù)的值。

步驟B，將計算出的凸性優(yōu)化函數(shù)中參數(shù)的值代入凸性優(yōu)化函數(shù)，確定凸性優(yōu)化函數(shù)的最新解。

步驟C，根據(jù)凸性優(yōu)化函數(shù)的最新解，通過指數(shù)變換，確定指數(shù)變換后的最新解。

步驟D，確定指數(shù)變換后的最新解是否滿足預(yù)設(shè)的停止條件，若指數(shù)變換后的最新解滿足停止條件，則將指數(shù)變換后的最新解作為最優(yōu)解，若指數(shù)變換后的最新解不滿足停止條件，則將基站功率分配結(jié)果的初始值的數(shù)值更新為指數(shù)變換后的最新解的數(shù)值，返回步驟A繼續(xù)執(zhí)行，直至凸性優(yōu)化函數(shù)的最新解滿足停止條件。

設(shè)定基站功率分配結(jié)果的初始值例如基站為K個用戶均分功率根據(jù)其中計算初值解上述公式(1)得到最新解然后，根據(jù)變化關(guān)系式計算再根據(jù)得到的更新參數(shù)λ₁,λ₂,...,λ_K，直到滿足停止條件。

本發(fā)明實施中的停止條件為符合本發(fā)明實施例的任意條件，包括但不限于：達到指定的迭代步數(shù)或滿足收斂條件||pⁿ⁺¹-pⁿ||＜ε，其中，ε為誤差限，

在本發(fā)明實施例中，通過迭代法確定最優(yōu)解，該最優(yōu)解能夠使近似和速率最大，利用該最優(yōu)解分配MIMO系統(tǒng)的下行功率，能夠提高通信系統(tǒng)資源配置的合理性，節(jié)約系統(tǒng)的通信資源。

RF電路的不匹配惡化了系統(tǒng)的性能，同時也為基站的預(yù)編碼和功率的分配帶來了新的挑戰(zhàn)。對于TDD系統(tǒng)，即使從硬件電路和軟件算法兩方面進行互易性校準(zhǔn)研究以保證信道的對稱性，也何難做到理想消除RF電路的不匹配問題，互易性校準(zhǔn)可靠性低。因此，很有必要在信道存在非匹配時對系統(tǒng)的性能進行評價以及基于信道不匹配時的資源分配問題，如基站功率分配問題等。需要采用互易性校準(zhǔn)。

在本發(fā)明實施例中，首先，在RF不匹配建立的信道模型基礎(chǔ)上，分析了MRT預(yù)編碼系統(tǒng)獲得的近似和速率。然后，根據(jù)基站發(fā)射功率的約束條件，建立了以最大化整個系統(tǒng)速率之和為目標(biāo)的優(yōu)化問題。由于目標(biāo)函數(shù)的非凸性，本發(fā)明實施例采用了一種對數(shù)下界不等式，對數(shù)下界不等式的下界在特定取值附近，將變得非常緊，因而優(yōu)化的目標(biāo)轉(zhuǎn)化為優(yōu)化其下界。由于轉(zhuǎn)化后目標(biāo)函數(shù)分配給各用戶的功率仍然是非凸的，進而采用一種指數(shù)變換，將該問題轉(zhuǎn)化為一個線性函數(shù)和對數(shù)函數(shù)之差，使得該問題變成了凸問題；最后通過迭代更新，以逐步逼近最優(yōu)解。

參見圖2，圖2為本發(fā)明實施例的基于最大比傳輸預(yù)編碼的多輸入多輸出系統(tǒng)下行功率分配方法的另一種流程示意圖，包括：

S201，根據(jù)調(diào)研的用戶側(cè)和基站側(cè)RF射頻電路增益模型，建立包含無線信道和RF電路在內(nèi)的整個通信信道模型。

建立RF電路不匹配的上行信道模型及RF電路不匹配的下行信道模型。

S202，基于通信信道模型，根據(jù)MRT預(yù)編碼方法建立下行信道用戶接收端的信號干擾噪聲比，進而根據(jù)香濃公式分析出系統(tǒng)的近似和速率。

首先，確定MRT預(yù)編碼的預(yù)編碼系數(shù)以滿足基站發(fā)射功率要求。其次，根據(jù)預(yù)編碼系數(shù)，寫出第k個用戶接收的信號，從而確定第k個用戶的SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信號干擾噪聲比)。然后，根據(jù)第k個用戶的SINR，利用香濃公式得到系統(tǒng)遍歷的和速率。最后借助近似公式確定系統(tǒng)獲得的近似和速率。

S203，基于上述得到的系統(tǒng)的近似和速率，以基站功率為約束條件，建立優(yōu)化問題如下：

p_k≥0,k＝1,2,…,K

S204，通過對數(shù)下界不等式和指數(shù)變換，將上述優(yōu)化問題由非凸問題轉(zhuǎn)換成凸問題求解。

通過對數(shù)下界不等式log(1+z)≥λlog z+μ，可得

通過指數(shù)變換可得

優(yōu)化問題的凸性優(yōu)化函數(shù)等價為：

S205，更新參數(shù)，進行迭代，直到達到收斂條件。

根據(jù)S204的結(jié)果，更新迭代參數(shù)直到達到收斂條件：如預(yù)先設(shè)置的迭代步數(shù)或滿足收斂條件||pⁿ⁺¹-pⁿ||＜ε，其中，ε為誤差限。及右上角的n均表示第n次迭代時，獲取的該參數(shù)，如表示第n次迭代時，計算得到的p_K。

本發(fā)明實施例提供的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法，根據(jù)終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，在近似和速率最大時，確定下行功率的最優(yōu)解。根據(jù)最優(yōu)解分配下行功率，可以實現(xiàn)提高通信系統(tǒng)資源配置的合理性，節(jié)約系統(tǒng)的通信資源。

參見圖3，圖3為本發(fā)明實施例的通過迭代方法確定最優(yōu)解的流程示意圖，包括：

S301，初始化參數(shù)。

初始化基站的功率分配結(jié)果根據(jù)計算初值然后根據(jù)再計算初值設(shè)置誤差限ε，及迭代步數(shù)n:＝1。

S302，解變換后的凸性優(yōu)化函數(shù)。

根據(jù)S301的基站的功率分配結(jié)果，調(diào)用CVX工具包解公式(1)問題，得到最優(yōu)解

S303，求原問題的解。

根據(jù)映射關(guān)系及S302中的解，計算原問題的解

S304，更新迭代參數(shù)。

根據(jù)和S303中的結(jié)果，更新參數(shù)然后根據(jù)更新參數(shù)

S305，判斷迭代終止條件。

判斷前后兩次迭代結(jié)果是否有變化，若不滿足收斂條件：||pⁿ⁺¹-pⁿ||＜ε，返回S302繼續(xù)迭代；若不滿足收斂條件，終止迭代執(zhí)行S306。

S306，輸出結(jié)果。

輸出最優(yōu)的功率分配結(jié)果，即最優(yōu)解用于基站預(yù)編碼。

在本發(fā)明實施例中，通過迭代的方法，確定最優(yōu)解，最優(yōu)解的數(shù)值更加準(zhǔn)確。

圖4為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)和速率隨基站天線數(shù)變化的曲線圖，在基站發(fā)射總功率為p＝20dB條件下，給出了信道理想匹配和信道不匹配時(即用戶側(cè)和基站側(cè)都不匹配)兩種情況，基站采用等功率分配和采用本發(fā)明實施例提供的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法進行功率分配時系統(tǒng)和速率隨基站天線數(shù)的變化圖。

其中，曲線1為計算出的理想匹配時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線2為計算出的理想匹配時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線，曲線3為仿真得到的理想匹配時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線4為仿真得到的理想匹配時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線，曲線5為計算出的射頻電路不匹配方差為0.3時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線6為計算出的射頻電路不匹配方差為0.3時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線，曲線7為仿真得到的射頻電路不匹配方差為0.3時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線8為仿真得到的射頻電路不匹配方差為0.3時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線。

由圖4可得，在整個仿真系統(tǒng)范圍內(nèi)，信道理想時的系統(tǒng)速率都要優(yōu)于信道不匹配時的系統(tǒng)速率，也就是信道的不匹配會惡化系統(tǒng)的性能。且不管是在信道理想匹配時，還是在信道出現(xiàn)不匹配射頻電路不匹配方差為0.3時，采用本發(fā)明實施例所提供的方法對基站的功率進行分配時，系統(tǒng)所獲得的和速率性能好于基站進行等功率分配所獲得的和速率。另外，隨著基站天線數(shù)的增加，使用本發(fā)明所提供的方法所獲得的系統(tǒng)和速率增加值也在不斷提高。當(dāng)基站天線數(shù)較小，增加天線數(shù)時，使用本發(fā)明實施例所提供的方法所獲得速率增加值較為明顯。

圖5為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)和速率隨基站發(fā)射功率變化的曲線圖，在基站天線數(shù)M＝100條件下，給出了信道理想匹配和信道不匹配時(即用戶側(cè)和基站側(cè)都不匹配)兩種情況，基站采用等功率分配和采用本發(fā)明提供的算法進行功率分配時系統(tǒng)獲得的速率隨基站發(fā)射功率的變化圖。

其中，曲線11為計算出的理想匹配時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線12為計算出的理想匹配時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線，曲線13為仿真得到的理想匹配時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線14為仿真得到的理想匹配時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線，曲線15為計算出的射頻電路不匹配方差為0.3時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線16為計算出的射頻電路不匹配方差為0.3時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線，曲線17為仿真得到的射頻電路不匹配方差為0.3時采用等功率分配的系統(tǒng)和速率曲線，曲線18為仿真得到的射頻電路不匹配方差為0.3時采用本發(fā)明方法的系統(tǒng)和速率曲線。

由圖5可得，在整個仿真基站發(fā)射功率范圍內(nèi)，信道理想時的系統(tǒng)和速率仍然都優(yōu)于信道不匹配時的系統(tǒng)速率，即信道的不匹配會惡化系統(tǒng)的性能。且在信道理想匹配和信道不匹配兩種情況下，采用本發(fā)明所提供的方法對基站的功率進行分配時，系統(tǒng)所獲得的和速率的性能好于基站進行等功率分配所獲得的和速率。另外，隨著基站發(fā)射功率的增加，使用本發(fā)明所提供的方法所獲得速率增加值，也變的越來越大。但當(dāng)基站發(fā)射功率本身就比較大時，再增加發(fā)射功率，系統(tǒng)的所獲得的速率性能幾乎就不再增加。這是由于當(dāng)基站的發(fā)射功率比較大時，由于是MRT預(yù)編碼，用戶之間的干擾也開始變大，所以系統(tǒng)的速率增加不明顯。因此，當(dāng)基站發(fā)射功率比較大時，由于用戶間的干擾變大，使用本發(fā)明的方法所獲得的速率增加值也不會一直變大，而是保持在某個固定值上。

圖6為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)和速率隨射頻電路不匹配方差變化的曲線圖，在基站發(fā)射功率為p＝20dB條件下，考察了基站天線數(shù)M＝100和M＝200兩種情況，當(dāng)信道不匹配時，采用本發(fā)明提供的方法進行功率分配時系統(tǒng)獲得的速率隨用戶側(cè)/基站側(cè)RF電路不匹配方差的變化圖。

由圖6可得，當(dāng)RF電路不匹配方差逐漸變大時，系統(tǒng)的和速率不斷降低。即信道越不匹配，系統(tǒng)的和速率性能越差。這是由于信道越不匹配，信道的不確定性越大，MRT預(yù)編碼效果就越差，因而系統(tǒng)的性能就越差。此外，在M＝100和M＝200兩種情況下，采用本發(fā)明實施例所提供的方法對基站的功率進行分配時，系統(tǒng)獲得的速率性能都優(yōu)于等功率分配獲得的性能。然而，當(dāng)RF電路不匹配方差逐漸增大時，采用本發(fā)明所提供的算法對基站的功率進行分配和等功率分配所獲得的性能差則逐漸減小。同時，當(dāng)RF電路不匹配方差較大時，M＝100和M＝200兩種情況下，系統(tǒng)獲得的速率也越來越接近，即當(dāng)RF電路不匹配方差較大時，增加基站天線數(shù)的優(yōu)勢也將趨于消失。這是由于當(dāng)RF電路不匹配方差較大時，信道的不確定性也越大，當(dāng)信道變得完全不確定時，對基站的功率進行分配以及增加天線數(shù)所起的作用都將非常有限。

圖7為本發(fā)明實施例的速率增益隨基站發(fā)射功率變化的曲線圖，在基站天線數(shù)M＝100時，考察了信道理想匹配和信道不匹配時四種情況，基站采用等功率分配和采用本發(fā)明提供的方法進行功率分配時系統(tǒng)獲得的速率增益隨基站發(fā)射功率的變化圖。

其中，速率增益定義為：

由圖7可得，當(dāng)基站功率比較小時，增加發(fā)射功率，獲得增益變化比較明顯。當(dāng)基站發(fā)射功率比較大時，再增大發(fā)射功率所獲得增益則趨于平緩。原因在對圖5分析中已經(jīng)提到，當(dāng)基站功率比較大時，用戶的干擾也比較大，此時再增加發(fā)射功率系統(tǒng)的和速率增加則變的非常有限，因而增益增加開始變緩。另外，在RF電路不匹配方差比較小時，系統(tǒng)的速率增益大于理想匹配信道時的速率增益，但當(dāng)不匹配方差很大時，系統(tǒng)的速率增益反而要小于理想匹配信道時的速率增益。這是由于信道出現(xiàn)嚴(yán)重的不匹配時，系統(tǒng)的和速率性能開始惡化，且由于信道的不確定變大，即使應(yīng)用本發(fā)明提出的方法獲得的速率增加值也將變的很小，因而增益變小。

圖8為本發(fā)明實施例的速率增益隨射頻電路不匹配方差變化的曲線圖，在基站發(fā)射功率為p＝20dB條件下，考察了基站天線數(shù)M＝100，200,300三種情況下，采用本發(fā)明提供的方法進行功率分配時系統(tǒng)獲得的速率增益隨用戶側(cè)/基站側(cè)RF電路不匹配方差的變化圖。

由圖8可得，在M＝100，200,300三種取值下，速率增益都隨RF電路不匹配方差先變大后減小。也就是當(dāng)RF電路不匹配方差比較小時，使用本發(fā)明提出的方法獲得的速率增益比較明顯。但當(dāng)信道出現(xiàn)嚴(yán)重的不匹配時，也就是信道變的完全不確定時，與本方提出的方法相比，等功率分配方法也能獲得不錯的性能。此外，當(dāng)基站天線數(shù)比較大時，獲得最佳速率增益時所對應(yīng)的RF電路不匹配方差值也比較大。

參見圖9，圖9為本發(fā)明實施例的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配系統(tǒng)的示意圖，包括：

信道模型搭建模塊901，用于獲取最大比傳輸預(yù)編碼的多輸入多輸出系統(tǒng)的終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型。

第一計算模塊902，用于根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，其中，近似和速率為通過預(yù)設(shè)的近似公式得到的，下行信道模型對應(yīng)的總傳輸速率。

第二計算模塊903，用于根據(jù)近似和速率，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)。

第三計算模塊904，用于通過將函數(shù)由非凸性轉(zhuǎn)換為凸性的公式，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)。

功率配置模塊905，用于在近似和速率最大時，確定凸性優(yōu)化函數(shù)的最優(yōu)解，根據(jù)最優(yōu)解配置多輸入多輸出系統(tǒng)的下行功率。

本發(fā)明實施例提供的基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配系統(tǒng)，根據(jù)終端和基站的射頻電路增益的幅度和相位，確定上行信道模型和下行信道模型，根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，確定近似和速率，在近似和速率最大時，確定下行功率的最優(yōu)解。根據(jù)最優(yōu)解分配下行功率，可以實現(xiàn)提高通信系統(tǒng)資源配置的合理性，節(jié)約系統(tǒng)的通信資源。

需要說明的是，本發(fā)明實施例的系統(tǒng)是應(yīng)用于上述基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法的系統(tǒng)，則上述基于最大比傳輸預(yù)編碼的MIMO功率分配方法的所有實施例均適用于該裝置，且均能達到相同或相似的有益效果。

可選的，信道模型搭建模塊901，包括：

下行信道模型搭建子模塊，用于建立射頻不匹配時的下行信道模型：

其中，H_D為下行信道模型，U_r為終端接收到的射頻電路增益矩陣，且U_r＝diag{u_r,1,u_r,2,…,u_r,k,…,u_r,K}，ur,k為第k個終端接收到的射頻電路增益，k∈[1,K]，K為正整數(shù)，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布相位服從均勻分布為

第k個終端接收到的射頻電路增益相位失真的最大值，為普通的瑞利信道，且中的元素服從均值為0、方差為1的復(fù)高斯變量，B_t為基站發(fā)送的射頻電路增益矩陣，B_t＝diag{b_t,1,b_t,2,…,b_t,m,…,b_t,M}，b_t,m為基站發(fā)送的第m個射頻電路增益，m∈[1,M]，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布相位服從均勻分布為基站發(fā)送的第m個射頻電路增益相位失真的最大值。

上行信道模型搭建子模塊，用于建立射頻不匹配時的上行信道模型：

其中，H_U為上行信道模型，B_r為基站接收到的射頻電路的增益矩陣，且B_r＝diag{b_r,1,b_r,2,…,b_r,m,…,b_r,M}，b_r,m為基站接收到的第m個射頻電路增益，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布相位服從均勻分布為基站接收到的第m個射頻電路增益相位失真的最大值，為的轉(zhuǎn)置，U_t為終端發(fā)送的射頻電路的增益矩陣，且U_t＝diag{u_t,1,u_t,2,…,u_t,k,…,u_t,K}，u_t,k為第k個終端發(fā)送的射頻電路增益，且幅度服從對數(shù)正態(tài)分布相位服從均勻分布為第k個終端發(fā)送的射頻電路增益相位失真的最大值。

在本發(fā)明實施例中，建立了射頻不匹配信道的上行信道模型和下行信道模型，為后續(xù)確定系統(tǒng)的近似和速率提供了技術(shù)上的支持。

可選的，第一計算模塊902，包括：

預(yù)編碼系數(shù)確定子模塊，用于根據(jù)上行信道模型和下行信道模型，通過功率約束條件，確定最大比傳輸預(yù)編碼的預(yù)編碼系數(shù)。

信干噪比確定子模塊，用于根據(jù)預(yù)編碼系數(shù)，通過上行信道模型和下行信道模型，確定終端的信號干擾噪聲比。

近似和速率確定子模塊，用于根據(jù)信號干擾噪聲比，依次通過香濃公式和預(yù)設(shè)的近似公式，確定近似和速率。

在本發(fā)明實施例中，通過上行信道模型和下行信道模型，確定系統(tǒng)的近似和速率，為確定近似和速率最大時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，預(yù)編碼系數(shù)確定子模塊具體用于：

獲取下行信道模型中最大比傳輸法預(yù)編碼的輸出信號：其中，X為最大比傳輸預(yù)編碼輸出的信號，α為預(yù)編碼系數(shù)，W為基站采用最大比傳輸預(yù)編碼矩陣，且D為大尺度衰落矩陣，且D＝diag{β₁,β₂,…,β_k,…,β_K}，β_k為第k個終端的大尺度衰落系數(shù)，P為基站的發(fā)射功率矩陣，P＝diag{P₁,P₂,…,P_k,…,P_K}，P_k為基站分配給第k個終端的發(fā)射功率，S為終端發(fā)送的隨機信號矢量，且s＝[s₁,s₂,…,s_k,…,s_K]，且滿足E(ss^H)＝I_K，E(ss^H)為ss^H的期望，I_K為K階單位矩陣，s_k為第k個終端的隨機信號矢量。

根據(jù)輸出信號，通過功率約束條件及下行信道模型，確定預(yù)編碼系數(shù)：

其中，功率約束條件為E(||x||²)＝p_max，E(||x||²)為||x||²的期望，M為基站安裝的天線數(shù)。

可選的，信干噪比確定子模塊具體用于：

根據(jù)預(yù)編碼系數(shù)、上行信道模型和下行信道模型，確定第k個終端接收的信號：

其中，y_k為第k個終端接收的信號，p_k為基站為第k個終端分配的功率，h_k為的第k行，為B_r的共軛矩陣，n_k為第k個終端接收信號的噪聲。

根據(jù)第k個終端接收的信號，確定第k個終端的信號干擾噪聲比：

其中，γ_k為第k個終端的信號干擾噪聲比。

可選的，近似和速率確定子模塊具體用于：

根據(jù)信號干擾噪聲比，通過香濃公式，確定系統(tǒng)和速率：

其中，R為系統(tǒng)和速率，標(biāo)識各終端傳輸速率的和，為的期望；

通過近似公式將系統(tǒng)和速率轉(zhuǎn)換為近似和速率：

其中，為近似和速率，b與c為設(shè)定的系數(shù)，且

在本發(fā)明實施例中，通過上行信道模型和下行信道模型，確定系統(tǒng)的近似和速率，為確定近似和速率最大時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，第二計算模塊903，包括：

非凸性優(yōu)化函數(shù)建立子模塊，用于根據(jù)近似和速率，以基站的功率為約束條件，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)：

p_k≥0,k＝1,2,...,K

其中，為基站為第k個終端分配的最優(yōu)功率，為最優(yōu)功率的集合，為近似和速率，p_k為基站為第k個終端分配的功率，p_max為基站能夠提供的最大發(fā)射功率，K為正整數(shù)，表示終端的個數(shù)。

在本發(fā)明實施例中，建立以最大化近似和速率為目標(biāo)的非凸性優(yōu)化函數(shù)，為確定近似和速率最大值時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，第三計算模塊904，包括：

優(yōu)化下界函數(shù)建立子模塊，用于根據(jù)非凸性優(yōu)化函數(shù)，通過預(yù)設(shè)的對數(shù)下界不等式，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)換為優(yōu)化下界函數(shù)。

凸性優(yōu)化函數(shù)建立子模塊，用于根據(jù)優(yōu)化下界函數(shù)，通過預(yù)設(shè)的指數(shù)變換，確定凸性優(yōu)化函數(shù)。

在本發(fā)明實施例中，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)，可以計算出近似和速率的最大值，為確定在近似和速率取最大值時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，優(yōu)化下界函數(shù)建立子模塊具體用于：

根據(jù)非凸性優(yōu)化函數(shù)，通過對數(shù)下界不等式log(1+z)≥λlog z+μ，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)換為優(yōu)化下界函數(shù)：

其中，為優(yōu)化下界函數(shù)，λ、μ與z均為預(yù)設(shè)的參數(shù)，

可選的，凸性優(yōu)化函數(shù)建立子模塊具體用于：

根據(jù)優(yōu)化下界函數(shù)，通過確定凸性優(yōu)化函數(shù)：

其中，為的最優(yōu)解集合。

在本發(fā)明實施例中，將非凸性優(yōu)化函數(shù)轉(zhuǎn)化為凸性優(yōu)化函數(shù)，可以計算出近似和速率的最大值，為確定在近似和速率取最大值時對應(yīng)的最優(yōu)解提供了技術(shù)上的支持。

可選的，功率配置模塊905，包括：

參數(shù)計算子模塊，用于獲取并根據(jù)基站功率分配結(jié)果的初始值，計算出凸性優(yōu)化函數(shù)中參數(shù)的值。

第一最新解計算子模塊，用于將計算出的凸性優(yōu)化函數(shù)中參數(shù)的值代入凸性優(yōu)化函數(shù)，確定凸性優(yōu)化函數(shù)的最新解。

第二最新解計算子模塊，用于根據(jù)凸性優(yōu)化函數(shù)的最新解，通過指數(shù)變換，確定指數(shù)變換后的最新解。

最優(yōu)解輸出子模塊，用于確定指數(shù)變換后的最新解是否滿足預(yù)設(shè)的停止條件，若指數(shù)變換后的最新解滿足停止條件，則將指數(shù)變換后的最新解作為最優(yōu)解，若指數(shù)變換后的最新解不滿足停止條件，則將基站功率分配結(jié)果的初始值的數(shù)值更新為指數(shù)變換后的最新解的數(shù)值，返回參數(shù)計算子模塊繼續(xù)執(zhí)行，直至凸性優(yōu)化函數(shù)的最新解滿足停止條件。

在本發(fā)明實施例中，通過迭代法確定最優(yōu)解，該最優(yōu)解能夠使近似和速率最大，利用該最優(yōu)解分配MIMO系統(tǒng)的下行功率，能夠提高通信系統(tǒng)資源配置的合理性，節(jié)約系統(tǒng)的通信資源。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。