多天线系统高能效动态功率分配方法

摘要

本发明涉及一种多天线系统中高能效性的动态功率分配方法，包括建立系统模型；建立卡尔曼信道估计、差分反馈模型并分析时间相关性；基于时间相关性建立能效功率分配机制。考虑在多输入输出系统中，基于高斯马尔科夫信道特性分析卡尔曼滤波的信道估计和估计误差。基于信道估计值进一步分析信道差分反馈中的信道反馈和反馈误差。进而基于信道估计、信道反馈及其误差的时间相关性，给出系统的遍历能效下界，以最大化该能效指标为目标给出动态的训练序列功率和数据传输功率分配方法。

主权项

多天线系统高能效动态功率分配方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1：建立系统模型，即信道传输模型；设计一个通信系统包含N_t个发送天线(N_t≥2)和一个接收天线，通信链路的信道环境为瑞利平坦衰落信道环境；步骤2：建立信道估计和反馈模型；步骤2.1：建立信道估计模型；(1)AR模型信道随时间变化且在每个时隙内保持恒定，根据时间相关性，通过一阶的自回归模型——AR模型表示；(2)信道估计状态模型和观测模型允许使用卡尔曼滤波器来自适应地跟踪信道，因此，使用卡尔曼进行滤波估计；步骤2.2：反馈模型；在此，采用差分反馈构建系统模型；发射端和接收端分别具有N_t和N_r根天线，下行CSI(信道状态信息)首先由接收端估计得到，由接收端计算CSI的差分信息；差分信息量化为有限的反馈比特数，并通过反馈信道发送给发射端；步骤3：建立能效功率分配机制；步骤3.1：信道容量问题；假定发送器码元经历了许多相干模块，建立受到不完美的信道估计和信道反馈作用的在遍历容量信道的下界R_k；步骤3.2：能量效率问题；在发射端设计功率控制器的目标是最大化遍历的能源效率下界，经分析后，该功率分配的设计可看作随机优化问题；步骤3.3：最优功率的分配；是关于和的非凹非线性分式函数，全局最大化的最佳变量较易计算。