电力无线专网协助传输方法和系统与流程

技术特征：

1.一种电力无线专网协助传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

在电力无线专网中，根据基带处理单元与无线终端之间的传输状态设置基带处理单元归属变量矩阵A(B,U)，根据射频单元的收发状态设置射频单元归属变量矩阵T(K,U)；其中，B表示基带处理单元数，U表示无线终端个数，K表示射频单元个数；

根据射频单元到无线终端的信道状态设置信道状态矩阵H(K,U)，以及射频单元到无线终端的预编码矩阵W(K,U)；

根据所述A(B,U)、T(K,U)、H(K,U)和W(K,U)设置电力无线专网的功率函数和限制函数；

根据所述限制函数计算使所述功率函数达到最小值的传输参数，得到目标传输参数；

根据所述目标传输参数控制所述电力无线专网进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的电力无线专网协助传输方法，其特征在于，所述功率函数为：

所述限制函数包括：

${\mathrm{\Γ}}_u=\frac{{\left|\underset{k\∈R_u}{\Σ}{\left(h_{k,u}\right)}^H{w}_{k,u}\right|}^2|S_u{|}^2}{\underset{i=1,i\≠u}{\overset{U}{\Σ}}{\left|\underset{l\∈R_u}{\Σ}{\left(h_{l,u}\right)}^H{w}_{l,i}\right|}^2|S_l{|}^2+{\mathrm{\σ}}^2}\≥{\widetilde{\mathrm{\Γ}}}_{u,th};$

$\underset{i=1}{\overset{u}{\Σ}}{a}_{b,u}{t}_{b,u}{S}_u\≤C_{b,k};$

其中，t_k,u为T(K,U)中第k行第u个元素，w_k,u为W(K,U)中第k行第u个元素，上标H表示取共轭，min表示取最小值，表示取矩阵A(B,U)、T(K,U)和W(K,U)中的元素对应的最小值，Γ_u表示无线终端的信号干扰噪声比，表示无线终端的信号干扰噪声比阈值，h_k,u为H(K,U)中第k行第u个元素，h_l,u为H(K,U)中第l行第u个元素，w_l,i为W(K,U)中第l行第i个元素，S_u表示射频单元向第u个无线终端传输的数据量，S_l表示射频单元向第u个无线终端传输的数据量，σ²表示电力无线专网的噪声功率方差，R_u为向第u个无线终端传输数据的射频单元集合，a_b,u为A(B,U)中第b行第u个元素，C_b,k为射频单元到基带处理单元b的去程链路所能够容纳的I/Q采样点带宽。

3.据权利要求2所述的电力无线专网协助传输方法，其特征在于，所述根据所述限制函数计算使所述功率函数达到最小值的传输参数，得到目标传输参数的过程包括：

将所述进行变换得到其中，w_u表示W(K,U)的第u列元素所对应的矩阵，Tr[·]表示求矩阵的迹；

将所述限制函数变换为：

Tr[(I_K×K-D_u)W_u]＝0，

$Tr\left(H_u{W}_u\right)-{\widetilde{\mathrm{\Γ}}}_{u,th}\underset{i=1,i\≠u}{\overset{U}{\Σ}}Tr\left(H_u{W}_i\right)\≥{\widetilde{\mathrm{\Γ}}}_{u,th}{\mathrm{\σ}}^2,$

其中，D_u＝diag(t_1，u，...，t_k，u，...，t_K,u)，t_k,u为T(K,U)中第k行第u个元素，diag(·)表示对角阵，I_K×K表示K×K单位阵，H_u表示H(K,U)的第u列元素所对应的矩阵，W_i表示W(K,U)的第i列元素所对应的矩阵；

根据所述限制函数计算的优化预编码矩阵

将代入所述功率函数和限制函数，计算优化基带处理单元归属变量矩阵A^*(B,U)以及优化射频单元归属变量矩阵T*(K,U)；

根据所述A^*(B,U)和T*(K,U)确定使所述功率函数取到最小值的传输参数，得到目标传输参数。

4.据权利要求3所述的电力无线专网协助传输方法，其特征在于，所述将代入所述功率函数和限制函数，计算优化基带处理单元归属变量矩阵A^*(B,U)以及优化射频单元归属变量矩阵T*(K,U)的过程包括：

将代入所述功率函数和限制函数，计算优化基带处理单元归属变量矩阵A^*(B,U)；

根据A^*(B,U)对射频单元归属变量矩阵T(K,U)进行穷举搜索，得到优化射频单元归属变量矩阵T*(K,U)；

将所述A^*(B,U)和T*(K,U)继续代入所述功率函数和限制函数计算A(B,U)、T(K,U)和W_u，直至计算得到的A(B,U)、T(K,U)和W_u均收敛；

从计算的A(B,U)、T(K,U)和W_u中获取使所述功率函数取到最小值的一组A(B,U)、T(K,U)和W_u，根据使所述功率函数取到最小值的一组A(B,U)、T(K,U)和W_u更新A^*(B,U)、T*(K,U)和

5.据权利要求3所述的电力无线专网协助传输方法，其特征在于，所述根据所述限制函数计算的优化预编码矩阵的过程包括：

使用CVX优化工具箱对进行求解，得到优化预编码矩阵

6.据权利要求3所述的电力无线专网协助传输方法，其特征在于，所述将所述进行变换得到的步骤前还包括：

设置协作传输编码矩阵e_u＝w_u-D_uw_u，其中，w_u表示W(K,U)的第u列元素所对应的矩阵，D_u＝diag(t_1，u，...，t_k，u，...，t_K,u)，t_k,u为T(K,U)中第k行第u个元素，diag(·)表示对角阵；

构造限制条件(e_u)^He_u＝0；

将所述(e_u)^He_u＝0变换为Tr[(I_K×K-D_u)W_u]＝0。

7.根据权利要求1所述的电力无线专网协助传输方法，其特征在于，所述在电力无线专网中，根据基带处理单元与无线终端之间的传输状态设置基带处理单元归属变量矩阵A(B,U)的过程包括：

获取第b个基带处理单元对第u个无线终端的数据处理状态，根据所述数据处理状态设置A(B,U)中的第b行第u列个元素a_b,u；其中，若第b个基带处理单元处理第u个无线终端的数据，则a_b,u取1，若第b个基带处理单元不处理第u个无线终端的数据，则a_b,u取0。

8.根据权利要求1所述的电力无线专网协助传输方法，其特征在于，所述设置电力无线专网中，根据射频单元的收发状态设置射频单元归属变量矩阵T(K,U)的过程包括：

获取第k个射频单元对第u个无线终端UE的数据收发状态，根据所述数据收发状态设置T(K,U)中的第k行第u列个元素t_k,u；其中，若第k个射频单元收发第u个无线终端的数据，则t_k,u取1，若k个射频单元不收发第u个无线终端的数据，则t_k,u取0。

9.一种电力无线专网协助传输系统，其特征在于，包括：

第一设置模块，用于在电力无线专网中，根据基带处理单元与无线终端之间的传输状态设置基带处理单元归属变量矩阵A(B,U)，根据射频单元的收发状态设置射频单元归属变量矩阵T(K,U)；其中，B表示基带处理单元数，U表示无线终端个数，K表示射频单元个数；

第二设置模块，根据射频单元到无线终端的信道状态设置信道状态矩阵H(K,U)，以及射频单元到无线终端的预编码矩阵W(K,U)；

第三设置模块，用于根据所述A(B,U)、T(K,U)、H(K,U)和W(K,U)设置电力无线专网的功率函数和限制函数；

计算模块，用于根据所述限制函数计算使所述功率函数达到最小值的传输参数，得到目标传输参数；

传输模块，用于根据所述目标传输参数控制所述电力无线专网进行数据传输。

10.根据权利要求9所述的电力无线专网协助传输系统，其特征在于，所述功率函数为：

所述限制函数包括：

${\mathrm{\Γ}}_u=\frac{{\left|\underset{k\∈R_u}{\Σ}{\left(h_{k,u}\right)}^H{w}_{k,u}\right|}^2|S_u{|}^2}{\underset{i=1,i\≠u}{\overset{U}{\Σ}}{\left|\underset{l\∈R_u}{\Σ}{\left(h_{l,u}\right)}^H{w}_{l,i}\right|}^2|S_l{|}^2+{\mathrm{\σ}}^2}\≥{\widetilde{\mathrm{\Γ}}}_{u,th};$

$\underset{i=1}{\overset{u}{\Σ}}{a}_{b,u}{t}_{b,u}{S}_u\≤C_{b,k};$

其中，t_k,u为T(K,U)中第k行第u个元素，w_k,u为W(K,U)中第k行第u个元素，上标H表示取共轭，min表示取最小值，表示取矩阵A(B,U)、T(K,U)和W(K,U)中的元素对应的最小值，Γ_u表示无线终端的信号干扰噪声比，表示无线终端的信号干扰噪声比阈值，h_k,u为H(K,U)中第k行第u个元素，h_l,u为H(K,U)中第l行第u个元素，w_l,i为W(K,U)中第l行第i个元素，S_u表示射频单元向第u个无线终端传输的数据量，S_l表示射频单元向第u个无线终端传输的数据量，σ²表示电力无线专网的噪声功率方差，R_u为向第u个无线终端传输数据的射频单元集合，a_b,u为A(B,U)中第b行第u个元素，C_b,k为射频单元到基带处理单元b的去程链路所能够容纳的I/Q采样点带宽。