联合波束成形与天线选择的节能多小区多组多播

本文研究了多小区多用户多组多播多输入单输出系统中协作波束成形的能效与和速率权衡。我们首先考虑一个传统的网络能效最大化（EEmax）问题，通过联合优化发射波束成形器与所选用于传输的天线。我们还考虑了每天线最大功率约束，以避免功率放大器中的非线性失真，以及用户特定最小速率约束，以保证一定的服务水平和公平性。为节能，采用了发射天线选择，这最终导出一个混合布尔分数规划。随后我们提出两种不同的方法来求解这一难题。第一种解基于一种产生紧连续松弛的新建模技术。第二种方法基于稀疏诱导方法，无需引入任何布尔变量。我们还通过提出两种不同的公式来研究能效与和速率之间的权衡。在第一种公式中，我们提出一个新度量，即和速率与所谓加权功率之比。具体而言，当权重为 1 时该度量退化为 EEmax，当权重为 0 时退化为和速率最大化。在另一种方法中，我们将权衡问题视为多目标优化并采用标量化方法。数值结果表明，相较于不采用天线选择的方法，可实现显著的能效增益。天线选择对能效与和速率权衡的影响也得到了展示。