Massive-MIMO多用戶系統(tǒng)中,現(xiàn)有能效（EE）和頻效（SE）性能折中方法在單個目標(biāo)優(yōu)化時無法適應(yīng)變化場景,進而無法對優(yōu)化目標(biāo)進行有效追蹤.對此,提出了一種能夠適應(yīng)變化場景需求的能效和頻效性能折中方法.通過構(gòu)建折中優(yōu)化函數(shù),將非凸的多目標(biāo)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)凸優(yōu)化問題,并利用拉格朗日乘子法進行求解.理論分析和仿真結(jié)果表明,提出的性能折中方法能夠在系統(tǒng)電路功耗的限制下,通過設(shè)定折中因子改變系統(tǒng)能效值或頻效值,并同時獲取能效和頻效的最佳性能折中. 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2020,43(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)模型

圖2為發(fā)射天線128，有效功率預(yù)算Q=PT/θp分別為0.04,0.09,0.11時[17],SE和EE在不同權(quán)衡因子α下的性能曲線．從圖2可以看出:(1)當(dāng)α=0時，該問題轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲蠡到y(tǒng)頻效SE，當(dāng)α=1時，問題轉(zhuǎn)變?yōu)樽钚』瘋鬏敼β?(2)當(dāng)α=αEE=0.5，系統(tǒng)平均能效EE達到了最大，當(dāng)α從0～αEE變化時，EE在逐漸增大，而SE在逐漸減小，且當(dāng)α從αEE～1變化時，EE和SE都在減小，故而此時性能折中點為αEE=0.5．在圖2中，可通過改變α來實現(xiàn)預(yù)定的EE或SE的性能指標(biāo);(3)對于在較大的發(fā)射功率預(yù)算(Q=0.11)處，可以觀察到SE和EE與α之間存在的折中關(guān)系，可以通過設(shè)定能效值得到該設(shè)定目標(biāo)下頻效所能達到的最優(yōu)值;反之亦然．此外，足夠的傳輸功率預(yù)算限制了SE隨著α的減小而改善的趨勢，并且對EE的曲線從其所預(yù)期的趨勢進行了限制．圖3所示為Q=PT/θp=0.11時，不同電路功率消耗對于系統(tǒng)EE的作用曲線．可以看出:(1)隨著電路功耗Pc的降低，系統(tǒng)EE在增大，這是因為傳輸數(shù)據(jù)的總功耗成本降低，符合式(6)的變化趨勢．(2) Pc為20、100、300 W時，系統(tǒng)EE的最大值出現(xiàn)在αEE為0.7、0.6、0.5處，這顯示出隨著αEE的增加，Pc在降低，說明了傳輸系統(tǒng)在Pc較大時，會用較大的傳輸功率去保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒�，并提高EE;反之，在Pc較小時，用較小的傳輸功率提高EE.

圖4所示為Q=PT/θp=0.11時，不同電路功率消耗對于系統(tǒng)SE的作用曲線．可以看出:(1)對于α=0時，優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變?yōu)樽畲蠡到y(tǒng)SE，并且無論Pc的值如何變化，都得到了相等的最大SE，這是因為SE不依賴于電路功耗;(2)對于α>0時，隨著電路功耗Pc的增加，系統(tǒng)SE在增大，這種趨勢與系統(tǒng)EE的變化是相反的，符合二者的矛盾關(guān)系．綜合考慮，所提方案在不同場景要求上，具有良好的適應(yīng)性和較好的系統(tǒng)性能．圖4 不同電路功耗下的系統(tǒng)頻效性能


本文編號：3017702