一种天线数确定方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种天线数确定方法及装置，应用于基站，包括：识别接收机采用的检测算法；根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数；根据所述系统参数，以及根据检测算法选取的预先构建的与上行速率和功率相关的能量效率模型，确定天线数。应用本实施例，针对不同检测算法，利用不同的能量效率模型，获得了天线数，这样就使采用确定的天线数进行天线配置后，基站系统功率消耗降低，并且，在确定天线数过程中，无需多次比较与搜索，降低了计算复杂度。
【专利说明】
-种天线数确定方法及装置
技术领域
[0001 ]本发明设及无线通信技术领域，特别设及一种天线数确定方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着人们对无线网络数据量需求的不断提高，未来移动通信系统要求提供包括实 时流媒体业务在内的广泛类型的网络服务，支持高速率的多媒体业务，而运将会受到系统 功率、带宽和技术算法复杂度等因素的限制。于是，具有高传输速率和高吞吐量的通信技术 将会是未来无线通信领域研究的重点之一。
[0003] 在运其中，大规模天线阵列多输入多输出（Multiple-I叩Ut Multiple-Output, MIMO)技术被认为是4G无线通信之后的下一代关键技术之一，运种技术是在通信基站端配 置大量的天线进行无线信号的发送与接收，从而能够极大地提高数据传输速率，改进系统 的频谱利用效率。运一类通信系统能带来冗余的空域自由度，从而获得空间复用与波束赋 型增益。
[0004] 虽然大规模MIMO系统能够有效提高系统容量，但是天线数的增加势必导致基站电 路功耗的增加，从而使得系统整体能量效率呈现不稳定的状态。因此，在当今W节能环保为 前提的绿色通信的背景之下，大规模MIMO系统中对于能量效率问题的研究显得尤为重要。
[0005] 现有技术中，在基于蜂窝网络基站下行广播的大规模MIMO系统中，使用了最大比 传输(Max Ratio Transmission,MRT)与迫零（Zero Forcing,ZF)检测算法为主的发送波束 赋型方案，提出了 W固定基带、功率放大器（Power Ampl if ier，PA)与射频（Radio 化equency，RF)天线为主的系统功率消耗模型，并W此为基础优化能量效率，获得最终天线 数。运种确定天线数的方法由于基于固定的功率消耗模型，不管基站接收机采用的检测算 法是什么，均用一种功率消耗模型求解计算，没有考虑实际应用中不同检测算法所带来的 不同的硬件功率消耗，采用运种方法得出的天线数进行天线配置后，会导致基站系统功率 消耗增加。而且基于传统的功率消耗模型计算天线数时，使用基于基站天线数和速率两个 参数进行捜索，复杂度高，不利于大规模MIMO系统的实际部署。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例公开了一种天线数确定方法及装置，W达到采用确定的天线数进行 天线配置后，降低基站系统功率消耗的目的。
[0007] 为达到上述目的，本发明实施例公开了一种天线数确定方法，应用于基站，包括： [000引识别接收机采用的检测算法；
[0009] 根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数；
[0010] 根据所述系统参数，W及根据检测算法选取的预先构建的与上行速率和功率相关 的能量效率模型，确定天线数。
[0011] 较佳地，构建与上行速率和功率相关的能量效率模型，包括：
[001^ Sll，确定基站系统内预计服务用户数K，W及所需要的天线数N，且修K+1;
[0013] S12,根据基站信道大尺度衰落系数0，确定单个用户的上行发射功率p;
[0014] S13,根据单个用户的上行发射功率P，确定用户总发射功率PT(r，N)=Kp;
[0015] S14，获取每个基站天线的链路消耗功率P。，W及基站天线总射频链路消耗功率Pc (N) =Npc;
[0016] S15,根据基带算法复数计算所消耗的功率P，W及复数计算复杂度（，确定基站基 带链路消耗功率Pb(N) =PC;
[0017] S16，根据单个用户的上行速率下界r，确定基站系统可达上行速率下界R=Kr;
[0018] S17,根据用户总发射功率PT(r，N)、基站天线总射频链路消耗功率Pg(N)、基站基带 链路消耗功率Pb(N) W及基站系统可达上行速率下界R，构建与上行速率和功率相关的能量 效率模聖
[0019] 较佳地，所述单个用户的上行发射功率P为：
[0020] 当采用的检测算法为MR別寸
当采用的检测算法为ZF 时，
[0021] 相应地，所述复数计算复杂度C为：
[0022] 当采用的检测算法为MRC时
，当采用的检测算法为ZF时，
[0023] 较佳地，所述根据所述系统参数，W及根据检测算法选取的预先构建的与上行速 率和功率相关的能量效率模型，确定天线数，包括如下步骤：
[0024] S21，初始化单个用户上行速率下界r*、基站天线数护、能量效率邸。3、为初始值；
[0025] S22,根据单个用户上行速率下界r*和基站天线数及预先构建的与上行速率和 功率相关的能量效率模型，计算能量效率邸(r*，N*);
[00%] S23,判断所述计算的能量效率是否大于EEmax;
[0027] S24,如果否，则输出扣护側。3、，结束；
[002引S25,如果是，则将所述计算的能量效率值邸(r*，N*)赋值为邸max,并根据检测算法 对应的上行速率判断条件计算护；
[0029] S26,更新r* = n ? r*，返回S22。
[0030] 较佳地，所述根据检测算法对应的上行速率判断条件计算妒，包括：
[0031] 马采用的檢测算法为M R C时，其对应的h行巧率判断条件为：
否则，
[0032] 当采用的检测算法为Z F时，其对应的上行速率判断条件为：
否 贝 1J，N*=K+1。
[0033] 为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种天线数确定装置，应用于基站，包 括：
[0034] 检测算法识别模块，用于识别接收机采用的检测算法；
[0035] 功率参数获取模块，用于根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数；
[0036] 天线数确定模块，用于根据所述系统参数，W及根据检测算法选取的预先构建的 与上行速率和功率相关的能量效率模型，确定天线数。
[0037] 较佳地，所述装置还包括能量功率模型构建模块，所述能量功率模型构建模块包 括：
[0038] 预设数量确定单元，用于确定基站系统内预计服务用户数K，W及所需要的天线数 N，且N>K+l;
[0039] 用户功率确定单元，用于根据基站信道大尺度衰落系数0，确定单个用户的上行发 射功率P;
[0040] 基站功率确定单元，用于根据单个用户的上行发射功率P确定用户总发射功率Pt (r,N)=Kp；
[0041] 天线功耗获取单元，用于获取每个基站天线的链路消耗功率P。，W及基站天线总 射频链路消耗功率Pg(N)=化C;
[0042] 基带功耗确定单元，用于根据基带算法复数计算所消耗的功率P，W及复数计算复 杂度C，确定基站基带链路消耗功率Pb(N) =PC;
[0043] 基站速率确定单元，用于根据单个用户的上行速率下界r，确定基站系统可达上行 速率下界R=Kr;
[0044] 能量效率模型构建单元，用于根据用户总发射功率PT(r，N)、基站天线总射频链路 消耗功率Pc(N)、基站基带链路消耗巧率时(N) 及基站系统可试h行巧率下界R，构建与上 行速率和功率相关的能量效率模型
[0045] 较佳地，所述单个用户的上行发射功率P为：
[0046] 当采用的检测算法为MR別寸：
当采用的检测算法为ZF 时：
[0047] 相应地，所述复数计算复杂度C为：
[004引当采用的检测算法为MRC时：
当采用的检测算法为ZF时，
O
[0049]较佳地，所述天线数确定模块，包括：
[0050] 初始化单元，用于初始化单个用户上行速率下界r*、基站天线数N*、能量效率邸max 为初始值；
[0051] 能量效率计算单元，用于根据单个用户上行速率下界r勺日基站天线数护W及预先 构建的与上行速率和功率相关的能量效率模型，计算能量效率EE(r*，N*);
[0052] 天线数输出单元，用于当计算能量效率不大于EEmax时，输出单个用户上行速率下 界A基站天线数护、能量效率ffimax;
[0053] 天线数计算单元，用于当计算能量效率大于EEmax时，将所述计算的能量效率值EE (r*，N*)赋值为ffimax，并根据检测算法对应的上行速率判断条件计算N*;
[0化4]用户速率更新单元，用于更新r* = n ? r*。
[0055] 较佳地，所述根据检测算法对应的上行速率判断条件计算妒，包括：
[0056] 当采用的检测算法为M R C时，其对应的上行速率判断条件为：
,否则，
[0057] 当采用的检测算法为Z F时，其对应的上行速率判断条件为：
否则， L0058J 应用本实施例，针对不同检测算法，考虑了不同检测算法带来的硬件功率消耗，构 建与检测算法相应的能量效率模型，利用不同检测算法对应的能量效率模型，获得了天线 数，运样就使采用确定的天线数进行天线配置后，降低了系统功率消耗，并且，在确定天线 数过程中，无需多次比较与捜索，降低了计算复杂度。
[0059] 当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到W上所述的所有优 点。
【附图说明】
[0060] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。
[0061 ]图1为实施例一公开的天线数确定方法流程示意图；
[0062] 图2为实施例二公开的构建能量效率模型方法流程示意图；
[0063] 图3为实施例=公开的天线数确定方法流程示意图；
[0064] 图4为实施例四公开的WMRC为例的天线数确定方法流程示意图；
[0065] 图5为实施例六公开的本发明实施例与现有技术在用户数相同时最优能量效率比 较示意图；
[0066] 图6为实施例六公开的本发明实施例与现有技术在用户数相同时频谱效率比较示 意图；
[0067] 图7为实施例六公开的本发明实施例与现有技术在用户数相同时基站接收天线数 比较示意图；
[0068] 图8为实施例六公开的本发明实施例与现有技术在用户数相同时系统总消耗功率 比较示意图；
[0069] 图9为实施例屯公开的天线数确定装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0070] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0071] 本发明实施例公开了一种天线数确定方法及装置，应用于基站，W下进行详细说 明。
[0072] 实施例一
[0073] 本实施例公开了一种天线数确定方法，如图1所示，应用于基站，包括W下步骤：
[0074] S110,识别接收机采用的检测算法。
[0075] 在上行多址接入大规模MIMO系统中，基站接收机采用的检测算法可W包括最大比 合并(Maximum Ratio Combining,MRC)检测算法和ZF检测算法。
[0076] S120,根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数。
[0077] 具体地，根据采用的检测算法，获得基站系统应用该检测算法时对应的系统参数 的具体数值。具体系统参数可W包括，基站系统内预计服务用户数、基站需要的天线数、基 站信道大尺度衰落系数、每个基站天线的链路消耗功率、单个用户上行速率下界等。
[0078] S130,根据所述系统参数，W及根据检测算法选取的预先构建的与上行速率和功 率相关的能量效率模型，确定天线数。
[0079] 应用本实施例，针对不同检测算法，选取检测算法相对应的能量效率模型，利用不 同检测算法对应的能量效率模型，获得了天线数，运样就使采用确定的天线数进行天线配 置后，降低了系统功率消耗。
[0080] 实施例二
[0081] 进一步地，作为实施例一的一种优选方案，本实施例为构建与上行速率和功率相 关的能量效率模型的方法。
[0082] 能量效率为基站上行速率与基站功率的比值，即单位功率内的上行速率，能量效 率值越大，上行速率越快。
[0083] 构建与上行速率和功率相关的能量效率模型的过程如图2所示，包括W下步骤：
[0084] S210,确定基站覆盖区域的预计服务用户数K，W及所需要的天线数N，且N>K+l。
[0085] S220,根据基站覆盖区域的信道大尺度衰落系数0，确定单个用户的上行发射功率 P。
[0086] 具体地，根据信道测量结果或已有工程经验可W确定该区域信道大尺度衰落系数 0，根据e，当采用的检测算法为MR別寸，
I当采用的检测算法为ZF 时：
[0087] S230,根据单个用户的上行发射功率P确定用户总发射功率PT(r，N)=Kp。
[0088] S240,获取每个基站天线的链路消耗功率pc，W及基站天线总射频链路消耗功率Pc (N)=化CO
[0089] 具体地，根据基站接收机可W确定每个基站天线的链路消耗功率P。，其中，所消耗 的功率包括信号通过的所有电路模块的功率消耗，例如包括模拟/数字转换器(ADC)、数字/ 模拟转换器(DAC)、频率合成器、混频器、低噪声放大器、功率放大器和基带数字信号处理器 等电路模块的功率消耗。
[0090] S250,根据基带算法复数计算所消耗的功率P，W及复数计算复杂度C，确定基站基 带链路消耗功率Pb(N) =PC。
[0091] 具体地，不同的检测算法对防木同的官擲i+當官杂底C，当采用的检测算法为MRC 时，C = 2KN，当采用的检测算法为Z即寸
[0092] S260,根据单个用户的上行速率下界r，确定基站系统可达上行速率下界R=Kr。
[0093] S270，根据用户总发射功率Pt(r，N)、基站天线总射频链路消耗功率Pc(N)、基站基 带链路消耗功率Pb(N) W及基站系统可达上行速率下界R，构建与上行速率和功率相关的能 量效率模型.
[0094] 应用本实施例，针对不同检测算法，构建与其相应的能量效率模型，由于考虑了不 同检测算法带来的硬件功率消耗，运样，就使采用利用不同检测算法对应的能量效率模型 获得的天线数进行天线配置后，基站系统功率消耗降低。
[00巧]实施例S
[0096] 进一步地，作为实施例一的一种优选方案，本实施例与实施例一不同的是，采用优 化算法确定天线数。
[0097] 具体地，根据采用的检测算法，选取其对应的能量效率模型，将获得的系统参数的 具体数值代入到选取的能量效率模型中，对选取的能量效率模型进行求解，获得最终天线 数。
[0098] 可W采用优化算法对选取的能量效率模型进行优化，运样就可W在能量效率最大 的基础上确定天线数，然后采用确定的天线数进行天线配置，可W降低系统消耗功率，提高 上行速率。
[0099] 根据所述功率参数，W及预先构建的与上行速率和功率相关的能量效率模型，确 定天线数的过程可W如图3所示，包括如下步骤：
[0100] S310,识别接收机采用的检测算法。
[0101] S320,根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数。
[0102] 具体地，S310和S320的步骤可W与实施例一中的Slio和S120完全相同，本实施例 不再寶述。
[0103] S330,初始化单个用户上行速率下界r*、基站天线数护、能量效率邸。3、为初始值。
[0104] 具体地，行速率下界勺初始值可W为一个较小的值，基站天线数沪和能量效率 EEmax的初始值可W为根据经验假设的值。
[0105] S340,根据单个用户上行速率下界r勺日基站天线数沪W及预先构建的与上行速率 和功率相关的能量效率模型，计算能量效率EE(r*，N*)。
[0106] 将单个用户上行速率下界r勺日基站天线数护代入到选取的能量效率模型中进行计 算。
[0107] S350,判断所述计算的能量效率邸(r*，N*)是否大于邸。31。
[0108] 对计算出的能量效率与S1301中的能量效率进行大小比较，初次比较时，对计算出 的能量效率与根据经验假设的能量效率值进行大小比较
[0109] S360,如果否，则输出扣护、66。3、，结束。
[0110] S370,如果是，则将所述计算的能量效率值邸(r*，N*)赋值为ffimax，并根据检测算法 对应的上行速率判断条件计算护。
[0111] 具体地，当采用的检测算法为MRC时，其对应的上行速率判断条件为：
否则，
[0112] 当采用的检测算法为Z F时，其对应的上行速率判断条件为：
否则，
[0113] S380,更新r* = n . r*，并返回S340。
[0114] 应用本实施例，通过闭式循环求解确定天线数，无需针对功率和速率进行多次捜 索确定天线数，降低了计算复杂度，提高了效率，在确定天线数的同时，获得了优化上行速 率和优化能量效率，有助于基站进行部署。
[0115] 实施例四
[0116] 本实施例WMRC为例，对本发明实施例公开的天线数确定方法进行说明，如图4所 示，包括W下步骤。
[0117] S410,识别接收机采用的检测算法。
[011引假设识别到的采用的检测算法为MRC。
[0119] S420,根据采用的检测算法，获得与其对应的功率参数。
[0120] 获得基站系统应用MRC检测算法时对应的系统参数的具体数值，即获得采用MRC检 测算法时，基站系统内预计服务用户数、基站需要的天线数、基站信道大尺度衰落系数、每 个基站天线的链路消耗功率、单个用户上行速率下界等的具体值。
[0121] S430,初始化单个用户上行速率下界r*、基站天线数护、能量效率邸。3、为初始值。
[0122] 假设行速率下界rッ^ 一个较小的值，根据经验假设基站天线数护为一个值，根据经 验假设能量效率EEmax为一个值。
[0123] S440,根据单个用户上行速率下界r勺日基站天线数沪W及预先构建的与上行速率 和功率相关的能量效率模型，计算能量效率EE(r*，N*)。
[0126] S 4 5 0，判断所述计算的能量效率E E ( r *，N * )是否大于E E m a X，且
[0124] 将单个用户上行速率下界r勺日基站天线数护代入到选取的能量效率模型中进行计 算，选取的能量效率横巧为：
[0125] 0,
如果否，则输出'*、护刷。3、，结束，如果是，则将所述计算的能量效 率值邸(r*，N*)赋值为EEmax。
足，则
[012引 S470,更新;r* = n ? r*，并返回S440。
[0129] 应用本实施例，针对MRC检测算法，选取其对应的能量效率模型，对选取其对应的 能量效率模型进行优化求解，获得了天线数，同时获得了优化上行速率和优化能量效率，有 助于基站进行天线配置，并且，在对能量效率模型进行优化求解确定天线数过程中，无需多 次比较与捜索，降低了计算复杂度。
[0130] 实施例五
[0131] 本实施例WZF为例，对本发明实施例公开的天线配置方法进行说明，包括：
[0132] 根据采用的检测算法，获得与其对应的功率参数。
[0133] 获得基站系统应用ZF检测算法时对应的系统参数的具体数值，即获得采用MRC检 测算法时，基站系统内预计服务用户数、基站需要的天线数、基站信道大尺度衰落系数、每 个基站天线的链路消耗功率、单个用户上行速率下界等的具体值。
[0134] 初始化单个用户上行速率下界r*、基站天线数护、能量效率EEmax为r〇、N〇、EE〇。
[0135] 首次初始化时，假设行速率下界-个较小的值，根据经验假设基站天线数护为 一个值，根据经验假设能量效率EEmax为一个值。
[0136] 根据单个用户上行速率下界日基站天线数护W及预先构建的与上行速率和功率 相关的能量效率模型，计算能量效率EE(r*，N*)。
[0137] 将单个用户上行速率下界日基站天线数护代入到选取的能量效率模型中进行计 算，选取的能量效率模型为：
[013 引
[0139] 判断所述计算的能量效率邸(r*，N*)是否大于邸max,如果否，则输出式护、邸。3、，结 束，如果是，则将所述计算的能量效率值EE(r*，N*)赋值为ffimax，并判断是否满足上行速率判 断条件
若不满足，则，N*=K+1。
[0140] 更新r^ = n ? r^并返回根据单个用户上行速率下界r勺日基站天线数护W及预先构 建的与上行速率和功率相关的能量效率模型，计算能量效率EE(r*，N*)步骤。
[0141] 应用本实施例，针对ZF检测算法，选取其对应的能量效率模型，对选取其对应的能 量效率模型进行优化求解，获得了天线数，同时获得了优化上行速率和优化能量效率，有助 于基站进行天线配置，并且，在对能量效率模型进行优化求解确定天线数过程中，无需多次 比较与捜索，降低了计算复杂度。
[0142] 实施例六
[0143] 本实施例为采用本发明实施例的天线数进行天线配置后所达到的效果，与现有技 术中采用的最优遍历捜索算法确定天线数进行配置后达到的效果进行比较，所得出的结 果，比较结果如图5~图8所示，现有技术中的最优遍历捜索算法要基于速率和功率进行两 次捜索，计算复杂度高，本发明实施例公开的确定天线数方法采用闭式循环方法获得，无需 基于速率和功率进行两次捜索，复杂度低。
[0144] 本实施例中，均W用户数作为横坐标，针对化= 0.01 W及化= 0.001两种情况，W及 针对MRC和ZF两种算法，将本发明实施例达到的效果与现有技术效果进行比较。
[0145] 在本实施例中的所有图中，曲线1代表现有技术针对Pc = 0.OOl W及采用MRC检测 算法的结果，曲线2代表现有技术针对Pc = O.Ol W及采用MRC检测算法的结果，曲线3代表本 发明实施例针对Pc = O.OOl W及采用MRC检测算法的结果，曲线4代表本发明实施例针对Pc = 0.0 l W及采用MRC检测算法的结果，曲线5代表现有技术针对Pc = O. OOl W及采用ZF检测算 法的结果，曲线6代表现有技术针对Pc = O.Ol W及ZF采用检测算法的结果，曲线7代表本发 明实施例针对Pc = O. OOl W及采用ZF检测算法的结果，曲线8代表本发明实施例针对Pc = 0.01 W及采用ZF检测算法的结果。
[0146] 由图5可知，P。在取值较小的情况下，整个系统的最优能量效率取值较大，也就是 当用户离基站较近的时，系统能量效率较优。此外，P。在取值较小的情况下的系统能量效率 增速比P。在取值较大的情况下的增速大。
[0147] 另外，由图5可知，应用本发明实施例中的方法获得的能量效率与最优遍历捜索算 法获得能量效率相近。
[0148] 图6为在能量效率最优的前提下，频谱效率与用户数的关系，由图6可知，P。在取值 较小的情况下，整个系统的谱效取值较大，也就是当用户离基站较近的时，系统谱效较优。 此外，随着用户数的增加，Pc取较小值时的谱效与Pc取较大值时的谱效之差变大。
[0149] 另外，由图6可知，在能量效率最优的前提下，应用本发明实施例中的方法达到的 效果与最优遍历捜索算法达到的效果相近。
[0150] 图7为在能量效率最优的前提下，基站接收天线数与用户数的关系，由图7可知，P。 在取值较小的情况下，整个系统的基站接收天线数取值较大，此外，P。在取值较小的情况下 的系统能量效率增速较大，而p。在取值较大的情况下的增速小。
[0151] 另外，由图7可知，在能量效率最优的前提下，应用本发明实施例中的方法达到的 效果与最优遍历捜索算法达到的效果相近，其中，曲线1与曲线3有差距，运是因为，计算天 线数过程中在对基站天线数N取值时，会对计算的部分进行向上取整，运就产生了误差，但 是，误差较小，对整体的性能影响不大。
[0152] 图8为在能量效率最优的前提下，系统消耗总功率与用户数的关系，由图8可知，P。 在取值较小的情况下，整个系统的消耗功率小，此外，P。在取值较大的情况下的系统能量效 率增速较大，而P。在取值较小的情况下的增速小。
[0153] 另外，由图8可知，在能量效率最优的前提下，应用本发明实施例中的方法达到的 效果与最优遍历捜索算法达到的效果相近。
[0154] 实施例屯
[01W]本发明实施例还公开了一种天线数确定装置，如图9所示，应用于基站，包括：
[0156] 检测算法识别模块910,用于识别接收机采用的检测算法。
[0157] 功率参数获取模块920,用于根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数。
[0158] 天线数确定模块930,用于根据所述系统参数，W及根据检测算法选取的预先构建 的与上行速率和功率相关的能量效率模型，确定天线数。
[0159] 具体地，所述天线数确定模块，包括：
[0160] 初始化单元，用于初始化单个用户上行速率下界r*、基站天线数N*、能量效率邸max 为初始值。
[0161] 能量效率计算单元，用于根据单个用户上行速率下界r勺日基站天线数护W及预先 构建的与上行速率和功率相关的能量效率模型，计算能量效率EE(r*，N*)。
[0162] 天线数输出单元，用于当能量效率不大于EEo时，输出单个用户上行速率下界r*、基 站天线数N*、能量效率EEmax。
[0163] 天线数计算单元，用于当能量效率大于邸G时，将所述计算的能量效率值邸(r*，N*) 赋值为ffimax，并根据检测技术对应的上行速率判断条件计算护。
[0164] 用户速率更新单元，用于更新r* = n ? r*。
[0165] 其中，所述根据检测技术对应的上行速率判断条件计算妒，包括：
「01661 A要田的捻畑Il巧术责M R r时.且对廊的h行破盎划齡签化^ ； 巧则， 为： 否则，
[0168]作为本实施例的一种优选方案，所述装置还可W包括能量功率模型构建模块（图9 中未示出），所述能量功率模型构建模块包括：
[0169] 预设数量确定单元，用于确定基站覆盖区域的预计服务用户数K，W及所需要的天 线数N，且N>K+l。
[0170] 用户功率确定单元，用于根据基站覆盖区域的信道大尺度衰落系数0，确定单个用 户的上行发射功率P。
[0171] 当采用的检测技术为MRC时
，当采用的检测技术为ZF 时
[0172] 基站功率确定单元，用于根据P确定用户总发射功率PT(r，N)=Kp。
[0173] 天线功耗获取单元，用于获取每个基站天线的链路消耗功率P。，W及基站天线总 射频链路消耗功率Pg(N)=化C。
[0174] 基带功耗确定单元，用于根据复数乘法计算所消耗的功率P，W及复数乘法计算复 杂度C，确定基站基带链路消耗功率Pb(N) =PC。
[017引当采用的检测技术为M R C时，C = 2 K N，当采用的检测技术为Z F时，
[0176] 基站速率确定单元，用于根据单个用户的上行速率下界r，确定基站系统可达上行 速率下界R=Kr。
[0177] 能量效率模型构建单元，用于根据用户总发射功率PT(r，N)、基站天线总射频链路 消耗功率Pe(N)、基站基带链路消耗功率Pb(N) W及基站系统可达上行速率下界R，构建与上 行速率和功率相关的能量效率模型
[0178] 应用本实施例，针对不同检测算法，选取检测算法相对应的能量效率模型，利用不 同检测算法对应的能量效率模型，获得了天线数，运样就使采用确定的天线数进行天线配 置后，降低了系统功率消耗。
[0179] 对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述的比较简单，相关 之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0180] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示运些实体或操作之间存 在任何运种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0181] 本领域普通技术人员可W理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可 W通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可W存储于计算机可读取存储介质中， 运里所称得的存储介质，如:R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0182] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种天线数确定方法，应用于基站，其特征在于，包括： 识别接收机采用的检测算法； 根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数； 根据所述系统参数，以及根据检测算法选取的预先构建的与上行速率和功率相关的能 量效率模型，确定天线数。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建与上行速率和功率相关的能量效率模 型，包括： S11，确定基站系统内预计服务用户数K，以及所需要的天线数N，且N多K+1; S12,根据基站信道大尺度衰落系数β，确定单个用户的上行发射功率p; S13，根据单个用户的上行发射功率ρ，确定用户总发射功率PT (r，N) = Κρ; 514, 获取每个基站天线的链路消耗功率ρ。，以及基站天线总射频链路消耗功率PC(N)= Npc； 515, 根据基带算法复数计算所消耗的功率P，以及复数计算复杂度ζ，确定基站基带链 路消耗功率ΡΒ(Ν)=ρζ; 516, 根据单个用户的上行速率下界r，确定基站系统可达上行速率下界R=Kr; S17，根据用户总发射功率PT(r，N)、基站天线总射频链路消耗功率PC(N)、基站基带链路 消耗功率Pb(N)以及基站系统可达上行速率下界R，构建与上行速率和功率相关的能量效率3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述单个用户的上行发射功率ρ为： 当采用的检测算法为MRC时，，当采用的检测算法为ZF时，相应地，所述复数计算复杂度ζ为： 当采用的检测算法为M R C时，ζ = 2 Κ Ν，当采用的检测算法为Z F时，4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统参数，以及根据检测算 法选取的预先构建的与上行速率和功率相关的能量效率模型，确定天线数，包括如下步骤： S21，初始化单个用户上行速率下界r'基站天线数Ν'能量效率EEmax为初始值； S22,根据单个用户上行速率下界f和基站天线数#以及预先构建的与上行速率和功率 相关的能量效率模型，计算能量效率EE(f，#); S23，判断所述计算的能量效率是否大于EEmax ; S24，如果否，则输出r*、N*、EEmax，结束； S25，如果是，则将所述计算的能量效率值EE(r'f)赋值为EEmax，并根据检测算法对应 的上行速率判断条件计算N% S26,更新r* = n · r*，返回S22。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据检测算法对应的上行速率判断条 件计算#，包括：当采用的检测算法为MRC时，其对应的上行速率判断条件为：当采用的检测算法为Z F时，其对应的上行速率判断条件为：否则，N*=K+1。6. -种天线数确定装置，应用于基站，其特征在于，包括： 检测算法识别模块，用于识别接收机采用的检测算法； 功率参数获取模块，用于根据采用的检测算法，获得与其对应的系统参数； 天线数确定模块，用于根据所述系统参数，以及根据检测算法选取的预先构建的与上 行速率和功率相关的能量效率模型，确定天线数。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括能量功率模型构建模块， 所述能量功率模型构建模块包括： 预设数量确定单元，用于确定基站系统内预计服务用户数K，以及所需要的天线数N，且 N^K+1； 用户功率确定单元，用于根据基站信道大尺度衰落系数β，确定单个用户的上行发射功 率Ρ; 基站功率确定单元，用于根据单个用户的上行发射功率ρ确定用户总发射功率PT(r，N) =Kp； 天线功耗获取单元，用于获取每个基站天线的链路消耗功率Ρ。，以及基站天线总射频链 路消耗功率Pc(N)=Npc; 基带功耗确定单元，用于根据基带算法复数计算所消耗的功率P，以及复数计算复杂度 ζ，确定基站基带链路消耗功率Ρβ(Ν) =ρζ; 基站速率确定单元，用于根据单个用户的上行速率下界r，确定基站系统可达上行速率 下界R=Kr; 能量效率模型构建单元，用于根据用户总发射功率PT(r，N)、基站天线总射频链路消耗 功率PC(N)、基站基带链路消耗功率Pb(N)以及基站系统可达上行速率下界R，构建与上行速 率和功率相关的能量效率模型8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述单个用户的上行发射功率ρ为： 当采用的检测算法为MRC时，'当采用的检测算法为ZF时，相应地，所述复数计算复杂度ζ为： 当采用的检测算法为M R C时，ζ = 2 Κ Ν，当采用的检测算法为Z F时，9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述天线数确定模块，包括： 初始化单元，用于初始化单个用户上行速率下界r'基站天线数Ν'能量效率EEmax为初 始值； 能量效率计算单元，用于根据单个用户上行速率下界f和基站天线数#以及预先构建 的与上行速率和功率相关的能量效率模型，计算能量效率EE(r'rf); 天线数输出单元，用于当计算能量效率不大于EEmax时，输出单个用户上行速率下界r' 基站天线数#、能量效率EEmax; 天线数计算单元，用于当计算能量效率大于EEmax时，将所述计算的能量效率值EE(r' #)赋值为EEmax，并根据检测算法对应的上行速率判断条件计算N% 用户速率更新单元，用于更新f = n · r'10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述根据检测算法对应的上行速率判断 条件计算#，包括： 当采用的检测算法为M R C时，其对应的上行速率判断条件为：否则，V =2 + (/C-l)(2'_' -1); 当采用的检测算法为Z F时，其对应的上行速率判断条件为：贝 1J，N*=K+1。
【文档编号】H04B7/04GK105827335SQ201610397595
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】李立华, 田辉, 薛冠, 卢光延, 张平
【申请人】北京邮电大学