Energieeffizienzbewusste gemeinsame Ressourcen- und Leistungsverteilung im Multi-User-Beamforming

Als konventionelle Metrik wurde die Spektrumeffizienz aufgrund der begrenzten Bandbreitenressourcen und der zunehmenden Abonnentendichte umfangreich in Kommunikationssystemen untersucht. Beamforming-Technologie wird in TD-LTE-A und 5G-Downlink eingesetzt, um die Spektrumeffizienz und die Systemkapazität zu verbessern. Ein geeigneter Algorithmus zur Ressourcenallokation kann zudem eingesetzt werden, um die Spektrumeffizienz zu verbessern, vorausgesetzt die Anforderungen der Benutzerausrüstung (UE) werden erfüllt. In den letzten Jahren hat die Energieeffizienz zunehmend an Bedeutung gewonnen, da der Energieverbrauch der Kommunikationssysteme rapide ansteigt, was eine große Belastung für die Umwelt darstellt. In diesem Papier schlagen wir einen Algorithmus zur gemeinsamen Ressourcen- und Leistungsverteilung im Multi-User-Beamforming-Modus vor, der darauf abzielt, die Energieeffizienz zu maximieren und auch die Anforderungen der UEs sowie die Spektrumeffizienz zu berücksichtigen. Der vorgeschlagene Algorithmus berechnet zunächst die Benutzerprioritäten und bietet eine UE-Gruppierungsmethode an, um Ressourcenblöcke (RBs) verschiedenen UEs zuzuweisen, unter der Annahme, dass die Leistung gleichmäßig unter den UEs auf demselben RB verteilt wird. Danach berechnet er für jeden RB die Leistungsverteilung zwischen den verschiedenen UEs, um die Energieeffizienz zu verbessern. Darüber hinaus wird die Erfüllung der UE-Anforderungen als Einschränkung in den Algorithmus aufgenommen. Simulationsergebnisse zeigen, dass der vorgeschlagene Algorithmus eine ausgezeichnete Leistung in Bezug auf die Systemkapazität, d.h. die Spektrumeffizienz, zeigt und eine höhere Energieeffizienz als bestehende Algorithmen bietet. Darüber hinaus können die UE-Anforderungen besser erfüllt und die Systemgerechtigkeit verbessert werden.