[发明专利]发送功率控制方法、发送功率控制装置、及无线发送装置

说明书

技术领域

本发明涉及在时变信道环境下进行自适应调制的多天线无线通信系统的发送功率控制方法、发送功率控制装置、及无线发送装置。

背景技术

随着无线通信系统和因特网的逐渐融合，用户对无线通信服务的类型和质量的要求越来越高。因此需要开发新一代无线通信系统，以适应无线多媒体和高速率传输的要求。其中，在发送端和接收端都使用多元阵列天线(MEA：Multi-Element Antennas)的多输入多输出(MIMO)技术正受到广泛关注。

根据MIMO技术能获得空分复用增益，当接收天线的数量大于发送天线的数量时，瑞利衰落(Reyleigh Fading)信道容量与发送天线数量成线性关系。因此，MIMO系统无需增加功率和频率带宽而能够达到增加系统容量的目的，显著提高传播路径的质量。

多天线系统中，目前研究最多的技术有两类：空分复用(例如，参见非专利文献1)和空时编码(例如，参见非专利文献2)。前者通过在每根天线发射不同符号来提高系统的传输速率。后者通过在多个发送天线发送的多个符号间插入编码冗余来提高系统的误比特率特性。即，MIMO系统通过并用空分复用技术和空时编码技术而能够显著提高系统容量和传播路径质量。

在时不变MIMO信道中，为获得最大的总信道容量，基于总发送功率的预定上限及信道矩阵特征值利用WF(Water Filling)算法在空域对每根天线分配发送功率(例如，参见非专利文献[1])。另一方面，在时变MIMO信道中，则结合空域WF算法和时域WF算法进行功率分配而得到最大容量。但时域WF算法要求信道矩阵的概率密度函数(pdf：probability densityfunction)为已知，而计算信道矩阵的概率密度函数比较复杂，运算量庞大，难于实现。因此，在实际的时变信道的MIMO系统中，可通过避免计算信道矩阵的概率密度函数，根据信道条件自适应地调整发送功率及传输速率，而获得最大的总信道容量。

做为发送功率和传输速率的自适应调整技术，可以考虑变传输速率变功率正交幅度调制(MQAM：M-ary-Quadrature Amplitude Modulation)。根据变传输速率变功率MQAM，能够在当信道环境好的时候增大数据传输率，信道环境差时降低数据传输率，能够将误比特率(BER：Bit ErrorRate)抑制在容许范围内。

[非专利文献1]G.J.Foschini发表在Bell Labs Tech.J.，1996年，卷1第41-59页上的Layered space-time architecture for wireless communicationin a fading environment when using multi-element antennas。

[非专利文献2]G.J.Foschini、M.J.Gans发表在Wireless PersonalCommunications，1998年6(3)第311-335页上的On limits of wirelesscommunications in fading environment when using multiple antennas。

[非专利文献3]I.E.Telatar发表在Eur.Trans.Tel.，1999年11/12月，第6号，第585-595上的Capacity of multi-antenna Gaussian channels。

[非专利文献4]G.G.Raleigh、J.M.Cioffi发表在IEEE Globecom(伦敦，1996年)第1809-1814页上的Space-temporal coding for wirelesscommunications。

[非专利文献5]V.Tarokh、N.Scshadri、A.R.Calderband发表在IEEETrans.On IT，1998年44(2)第744-765页上的Space-time codes for high datarate wireless communication：Performance critierion and code construction。

[非专利文献6]A.J.Goldsmith和S.Chua发表在IEEE Trans.Commun.，1997年45(10)第1218-1230页上的Variable-rate Variable-powerMQAM for fading channels[J]。