MIMO系统中基于不完全信道状态信息的跨层优化设计方法

摘要

本发明涉及无线空时编码MIMO系统中基于不完全信道状态信息(CSI)和天线发射功率分配的跨层优化设计方法，其中所提功率分配算法是以最大化系统平均频谱效率(ASE)为目标进行优化的。为了简化优化问题求解的复杂度，根据系统ASE与平均误包率(PER)之间的关系，将此问题转化为最小化系统平均PER。为了避免已有最优功率分配算法的多次迭代计算，提出了一种基于最大化压缩信噪比的功率分配方法，可获得闭式功率分配。该算法不需要任何迭代计算，且能满足正功率要求，而且由于较好的近似，可获得与已有最优算法非常接近的性能，实现了复杂度与性能有效折中。通过matlab仿真平台表明，该跨层优化设计能有效地利用反馈的不完全CSI进行率和功率自适应以及自动请求重传，极大地提高了系统的频谱效率。

主权项

1.MIMO系统中基于不完全信道状态信息(CSI)的跨层优化设计方法，其特征在于包括步骤如下：(1)MIMO系统中，利用反馈时延引起的不完全CSI，结合物理层自适应调制(AM)、功率分配、特征波束成形和数据链路层的自动请求重传(ARQ)进行跨层优化设计的建模；(2)通过对系统性能进行分析，利用系统平均频谱效率(ASE)与平均误包率(PER)之间的关系，给出与系统ASE相联系的误包率性能表达式，即其表示调制方式n基于过期CSI的瞬时误包率，以实现优化系统频谱效率；(3)结合压缩信噪比(SNR)的方法，给出基于最大化ASE的闭式功率分配因子解。