基于饱和功率的MU-MISO系统简单能量效率最大化方案

在本文中，我们研究了多用户多输入单输出（MU-MISO）下行信道中的能量效率（EE）最大化问题。由于该优化问题呈非凸分式形式，一般而言难以求解。因此，传统算法针对每个信道实现以迭代方式处理该问题，导致较高的计算复杂度。为解决此复杂度问题，我们利用以下事实提出了一种新的简单方法：在低于某一称为饱和功率的发射功率区域内，EE最大化与频谱效率（SE）最大化相同。为了计算饱和功率，我们首先采用最大比传输波束赋形策略引入EE性能的上界和下界。然后，我们提出了一种计算EE最大化问题饱和功率的有效方法。一旦提前确定了对应于最大EE的饱和功率，我们便可以用低复杂度的SE最大化方案来解决EE最大化问题。所推导的饱和功率通过采用随机矩阵理论进行参数化，该理论仅依赖于二阶信道统计。因此，与利用瞬时信道状态信息的传统方案相比，该方法所需计算复杂度显著降低，并提供了关于饱和功率的见解。数值结果证实，所提算法以显著降低的复杂度实现了接近最优的EE性能。