上行多用户MIMO系统能效优化算法：ZF接收与效率最大化

本文主要探讨了在上行多用户大规模多输入多输出(MIMO)无线通信系统中的能效优化问题。针对此类系统，传统的通信效率往往受到发射功率和电路消耗的影响，因此，提出了一种基于能效优化的资源分配策略。研究者采用了零 forcing (ZF) 接收技术，这是一种高效的数据解调方法，旨在最大化系统的能效下限。 该方法的核心在于将系统的总功率消耗划分为电路功率消耗和发射功率消耗两部分，通过联合调整基站端的发射天线数和用户的数据速率来优化整个系统的能源利用效率。首先，作者对目标函数的特性进行了深入分析，证明了全局最优的速率分配方案和天线数量的存在性和唯一性。这一理论基础为后续的优化算法设计提供了坚实的数学依据。 接着，文章利用分数规划理论，将原本的分数最优化问题转换成一个更易于处理的减式形式。这种转换使得问题可以转化为迭代求解的过程，从而设计出一种新颖的迭代算法。这种算法通过逐步逼近，能够在较少的迭代次数内实现接近最优的能效性能。 通过仿真结果验证，新提出的算法在实际应用中表现出良好的性能，相较于其他算法，它能够在更短的时间内达到接近最优的能效，这对于能源管理和绿色通信具有重要意义。这项工作对于提高上行多用户大规模MIMO系统的能效，降低能耗，以及推动无线通信领域的可持续发展具有重要的理论价值和实践指导意义。 关键词：无线通信、多输入多输出、资源分配、上行系统、能效优化、零 forcing 接收、分数规划、迭代算法。这篇论文的研究成果对于通信工程师、系统设计师以及能源管理专家来说，都是理解并改进现有无线通信系统能效的关键参考文献。