[發明專利]一種大規模MIMO系統中注水功率分配改進方法及系統有效
| 申請號： | 201710957292.1 | 申請日： | 2017-10-16 |
| 公開（公告）號： | CN107733488B | 公開（公告）日： | 2020-05-19 |
| 發明（設計）人： | 鄧宏貴;楊錦麗 | 申請（專利權）人： | 中南大學 |
| 主分類號： | H04B7/0413 | 分類號： | H04B7/0413;H04B7/024;H04W52/34;H04W52/42 |
| 代理公司： | 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 龔燕妮 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 大規模 mimo 系統 注水 功率 分配 改進 方法 | ||
1.一種大規模MIMO系統中注水功率分配改進方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟1：對大規模MIMO系統中耦合的信道矩陣進行SVD分解，以信道矩陣的特征值作為大規模MIMO系統等效信道模型中的r個不同傳輸路徑的信道增益；
大規模MIMO系統中，發射端天線數大于接收端天線數，即NM。由信道估計，可以得到信道矩陣H：
對該矩陣進行SVD分解，即：
其中，λ1、λ2...λM為信道矩陣的特征值；
步驟2：按照不同傳輸路徑的信道增益的2次開方占所有傳輸路徑信道增益2次開方總和的比例，對各個傳輸路徑的信道和對應的天線進行信號接收功率和天線信號發射功率的分配；
所述對各個傳輸路徑的信道和對應的天線進行信號接收功率和天線信號發射功率的分配按照以下公式計算進行：
Pri＝λiP
其中，Pi表示第i根天線的信號發射功率，Pri表示第i個傳輸路徑所在信道的信號接收功率，P表示大規模MIMO系統總的信號發射功率，λi表示第i個傳輸路徑所在信道的信道增益；
步驟3：依據步驟2獲得的各個傳輸路徑的信道信號接收功率和對應的天線信號發射功率計算大規模MIMO系統容量和能效；
所述大規模MIMO系統容量和能效分別按照以下公式計算獲得：
其中，C和E分別表示大規模MIMO系統容量和能效，B、N、M、γ、Ps、Pr、σ2均為大規模MIMO系統的屬性，分別表示大規模MIMO系統的帶寬、發送天線個數、接收天線個數、天線發送效率、發送鏈路功率、接收鏈路功率以及噪聲功率。
2.一種大規模MIMO系統中改進型注水功率分配系統，其特征在于，包括：
SVD分解單元，用于對大規模MIMO系統中耦合的信道矩陣進行SVD分解，獲取與大規模MIMO系統為等效信道模型中的r個不同傳輸路徑的信道增益；
功率分配單元，用于按照不同傳輸路徑的信道增益的2次開方占所有傳輸路徑信道增益2次開方總和的比例，對各個傳輸路徑的信道和對應的天線進行信號接收功率和天線信號發射功率的分配；
大規模MIMO系統容量和能效計算單元，利用各個傳輸路徑的信道信號接收功率和對應的天線信號發射功率計算大規模MIMO系統容量和能效；
所述對各個傳輸路徑的信道和對應的天線進行信號接收功率和天線信號發射功率的分配按照以下公式計算進行：
Pri＝λiP
其中，Pi表示第i根天線的信號發射功率，Pri表示第i個傳輸路徑所在信道的信號接收功率，P表示大規模MIMO系統總的信號發射功率，λi表示第i個傳輸路徑所在信道的信道增益；
所述大規模MIMO系統容量和能效分別按照以下公式計算獲得：
其中，C和E分別表示大規模MIMO系統容量和能效，B、N、M、γ、Ps、Pr、σ2均為大規模MIMO系統的屬性，分別表示大規模MIMO系統的帶寬、發送天線個數、接收天線個數、天線發送效率、發送鏈路功率、接收鏈路功率以及噪聲功率。
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