主权项 |
1、一种多天线系统中基于迫零判决反馈检测的功率控制方法,首先将M个发射天线和N个接收天线的迫零判决反馈检测系统中的接收信号表示为r=Hx+n的形式,在接收端把矩阵H分解成一个酉阵Q和一个上三角阵R,即:做QR分解H=[Q Q′][R 0]<sup>T</sup>,左乘Q<sup>H</sup>,得到<maths num="001"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow></msub><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></msubsup><msub><mi>R</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>i</mi></mrow></msub><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mi>k</mi></msub><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths><maths num="002"><![CDATA[ <math><mrow><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mo>=</mo><msup><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mn>1</mn></msub></mtd><mtd><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mn>2</mn></msub></mtd><mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo></mtd><mtd><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mi>M</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><msup><mi>Q</mi><mi>H</mi></msup><mi>r</mi><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths><maths num="003"><![CDATA[ <math><mrow><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mo>=</mo><msup><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mn>1</mn></msub></mtd><mtd><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mn>2</mn></msub></mtd><mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo></mtd><mtd><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mi>M</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mi>Q</mi><mi>H</mi></msup><mi>n</mi><mo>;</mo></mrow></math>]]></maths>然后进行初始化检测,检测x<sub>M</sub>,定义<maths num="004"><![CDATA[ <math><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mfrac><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mi>M</mi></msub><msub><mi>R</mi><mrow><mi>M</mi><mo>,</mo><mi>M</mi></mrow></msub></mfrac><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>通过硬判决<maths num="005"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mover><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>M</mi></msub><mo>=</mo><mi>q</mi><mrow><mo>(</mo><mi>y</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>得到x<sub>M</sub>的估计值<img file="A2005100413970002C6.GIF" wi="69" he="45" />再进行干扰抵消检测,当k=M-1时,将<img file="A2005100413970002C7.GIF" wi="44" he="46" />代入公式<maths num="006"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow></msub><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></msubsup><msub><mi>R</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>i</mi></mrow></msub><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mi>k</mi></msub></mrow></math>]]></maths>作干扰抵消,得到<maths num="007"><![CDATA[ <math><mrow><mi>y</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mrow><mi>M</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub><mo>-</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>M</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>M</mi></mrow></msub><msub><mover><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>M</mi></msub></mrow><msub><mi>R</mi><mrow><mi>M</mi><mo>,</mo><mi>M</mi></mrow></msub></mfrac><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>并硬判决得到<img file="A2005100413970002C10.GIF" wi="130" he="63" />循环该操作直到检测出<img file="A2005100413970002C11.GIF" wi="63" he="53" />恢复出原始发送数据;其特征在于:将所述接收信号表示为考虑了功率控制的r=HPx+n的形式,在接收端对矩阵HP作QR分解HP=[Q Q′][R 0]<sup>T</sup>,进行左乘Q<sup>H</sup>的操作,其中Q和Q′分别是N×M和N×(N-M)酉阵,0是(N-M)×M全零矩阵,R是M×M上三角方阵,得到<maths num="008"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>R</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow></msub><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>k</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></msubsup><msub><mi>R</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>i</mi></mrow></msub><msub><mi>x</mi><mi>i</mi></msub><mo>+</mo><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mi>k</mi></msub><mo>.</mo></mrow></math>]]></maths><maths num="009"><![CDATA[ <math><mrow><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mo>=</mo><msup><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mn>1</mn></msub></mtd><mtd><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mn>2</mn></msub></mtd><mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo></mtd><mtd><msub><mover><mi>r</mi><mo>~</mo></mover><mi>M</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mi>Q</mi><mi>H</mi></msup><mi>r</mi><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths><maths num="010"><![CDATA[ <math><mrow><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mo>=</mo><msup><mfenced open='[' close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mn>1</mn></msub></mtd><mtd><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mn>2</mn></msub></mtd><mtd><mo>·</mo><mo>·</mo><mo>·</mo></mtd><mtd><msub><mover><mi>n</mi><mo>~</mo></mover><mi>M</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msup><mi>Q</mi><mi>H</mi></msup><mi>n</mi><mo>;</mo></mrow></math>]]></maths>采用无编码的q个星座点的正交幅度调制,将第k个被检测的符号的误比特率表示为P<sub>e,k</sub>,信噪比表示为ρ<sub>k</sub>,在高信噪比范围下有<maths num="011"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow></msub><mo>≈</mo><mn>0.2</mn><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><mfrac><mrow><mn>1.6</mn><msub><mi>ρ</mi><mi>k</mi></msub></mrow><mrow><mi>q</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0.2</mn><mi>exp</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><mfrac><mn>1.6</mn><mrow><mi>q</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></mfrac><mfrac><msubsup><mi>R</mi><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><msup><mi>σ</mi><mn>2</mn></msup></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>对某一确定的总发射功率,在接收端计算最小化误块率的优化的发送功率矩阵<maths num="012"><![CDATA[ <math><mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mi>arg</mi><munder><mi>max</mi><mrow><mi>tr</mi><mrow><mo>(</mo><msup><mi>P</mi><mi>H</mi></msup><mi>P</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub></mrow></munder><mo>{</mo><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></msubsup><mi>ln</mi><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow></msub><mo>)</mo></mrow><mo>}</mo><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>使得R矩阵是等对角矩阵;令R=RP,其中R是M×M的上三角方阵,且满足H=QR,求出各个天线优化的发送功率的解:<maths num="013"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mi>P</mi><mi>k</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>i</mi></msub><mfrac><msubsup><mover><mi>R</mi><mo>‾</mo></mover><mrow><mi>k</mi><mo>,</mo><mi>k</mi></mrow><mrow><mo>-</mo><mn>2</mn></mrow></msubsup><mrow><msubsup><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>M</mi></msubsup><msubsup><mover><mi>R</mi><mo>‾</mo></mover><mrow><mi>i</mi><mo>,</mo><mi>i</mi></mrow><mrow><mo>-</mo><mn>2</mn></mrow></msubsup></mrow></mfrac></mrow></math>]]></maths>k=1,2,...,M,<maths num="014"><![CDATA[ <math><mrow><mi>P</mi><mo>=</mo><mi>diag</mi><mrow><mo>(</mo><msqrt><msub><mi>P</mi><mn>1</mn></msub></msqrt><mo>,</mo><msqrt><msub><mi>P</mi><mn>2</mn></msub></msqrt><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><msqrt><msub><mi>P</mi><mi>M</mi></msub></msqrt><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>将该优化的发射功率矩阵P通过反馈信道从接收端反馈给发送端,各天线在发送端对信号乘以优化的发送功率矩阵P,通过各天线发送信号;接收端对优化的功率控制的发送符号进行迫零判决反馈检测,检测出原始发送数据。 |