[發(fā)明專利]空間相關(guān)MISO系統(tǒng)中基于不完全信道信息預(yù)編碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110392698.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN103138815A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 虞湘賓;陳小敏;劉曉帥;殷馨;辛瑜玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/06
• 分類號(hào): H04B7/06;H04B7/08
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

1.一種空間相關(guān)MISO系統(tǒng)中基于不完全信道信息的預(yù)編碼方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：建立系統(tǒng)模型和相應(yīng)的信道模型；建立空間相關(guān)無(wú)線MISO通信系統(tǒng)模型，該系統(tǒng)有著M個(gè)發(fā)射天線和單個(gè)接收天線，其對(duì)應(yīng)信道模型可表示為信道矩陣h={h_m}，建模為：???????????????????????????????????????????????，其中h_w為信道的隨機(jī)變化部分，R_t為發(fā)送天線相關(guān)矩陣，表示信道協(xié)方差矩陣；

步驟二：確定系統(tǒng)的有效信噪比；由接收信號(hào)矩陣,求得接收端的有效信噪比，其中：，為平均SNR，u_im為波束成形矩陣U的元素，r是空時(shí)編碼的碼率；{P_m,?m=1,…,M}為對(duì)M個(gè)特征波束的功率控制，滿足下列功率約束：，P_m30；

步驟三：確定條件相關(guān)矩陣和波束成型矩陣；利用預(yù)白化和變量變換，來(lái)自步驟一的接收信噪比可進(jìn)一步表示為：γ，其中：，與有著相同的分布，即其元素為服從均值為0和方差為1的復(fù)高斯分布；為條件相關(guān)矩陣，，其中：為信道均值反饋，c為用于測(cè)量MMSE估計(jì)精度的歸一化相關(guān)系數(shù)；進(jìn)行特征值分解為：，{z_m,m=1,…,M}為L_h的對(duì)角矩陣；其中波束成形矩陣U=V_h；

步驟四：確定系統(tǒng)平均誤比特率；根據(jù)獲得的均值反饋，利用隨機(jī)變量變換，通過(guò)平均化卡方分布，確定出系統(tǒng)平均誤比特率(BER)：，其中l=gE_s/(rN₀)為等效符號(hào)信噪比；

步驟五：最小化平均誤比特率；在固定功率約束下，以最小化步驟四中的系統(tǒng)BER為優(yōu)化目標(biāo)，建立相應(yīng)的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；其中：η₁為拉格朗日乘子；

步驟六：確定功率分配；對(duì)步驟1.1.5中目標(biāo)函數(shù)關(guān)于{P_m}求偏導(dǎo)，并令偏導(dǎo)值等于零，利用功率約束條件，得到閉式功率分配；其中：。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間相關(guān)MISO系統(tǒng)中基于不完全信道信息的預(yù)編碼方法，其特征在于：步驟六中獲得的功率分配，當(dāng)平均信噪比SNR=E_s/N₀非常大時(shí)，P_m將等于1/M；從而對(duì)于大SNR，最優(yōu)功率控制將等效為等功率分配；此外，當(dāng)越大時(shí)，P_m也將越大，于是在低信噪比下，更多的功率將分配給有著較大值的特征波束；這就類似于完全信道信息下基于最優(yōu)特征模式選擇的功率控制方案，即1-D波束成形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間相關(guān)MISO系統(tǒng)中基于不完全信道信息的預(yù)編碼方法，其特征在于：步驟六的功率控制方案還包括兩種特殊情況，即僅有協(xié)方差反饋或均值反饋；對(duì)于第一種情況，m=0，從而相關(guān)矩陣；相應(yīng)地，{}為R_t的特征值；對(duì)于第二種情況，僅知道均值反饋，故相關(guān)矩陣，其中K為單位矩陣或零矩陣；從而{}為的特征值；由于這兩種特殊情況僅知道部分信道信息，故它們的系統(tǒng)性能要差于既有均值反饋又有協(xié)方差反饋信息的預(yù)編碼方法性能。