[发明专利]一种系统功率分配方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种系统功率分配方法和设备。

背景技术

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)系统是在多根发射天线将多个数据层在相同时间、频率资源上同时发送，接收端利用多跟天线同时接收的技术应用，它能有效提高频谱利用率和系统容量的技术手段，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。MIMO技术利用发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，获得了空间复用增益和空间分集增益来提高数据传输速率，降低误码率。

在现有的MIMO系统中，在总发射功率受限的条件下，可以对各个数据层的功率进行调整，从而获得最大的系统容量。目前，MIMO系统功率分配方法主要以理论容量最大化作为目标函数来求解功率分配值，例如，基于层间注水的功率分配方法，其基本原理是根据信道状况对发射功率进行控制，信道状况好的子信道分配更多的功率，信道状况差的子信道分配更少的功率，即信道增益越大，信噪比越高的层可以分配更多的功率。

上述功率分配方法使得码字到层一一映射的MIMO系统提高了系统容量。但是，在单码字到多层映射的MIMO系统中，理论容量最大化并不代表实际系统的吞吐量最大化，系统的实际吞吐量由码字的谱效率决定，而码字的谱效率主要取决于码字内SNR或SINR(Signal to Noise Ratio或Signal to Interference plus Noise Ratio，信噪比或信干噪比)对应的数据层，如果采用基于层间注水的功率分配方法，单码字内的SNR或SINR值差距变大，最低的SNR或SINR值进一步降低，同时降低了码字的MCS(Modulation and CodingScheme，调制编码方案)，使得码字的谱效率降低，系统实际的吞吐量下降。因此，基于层间注水功率分配方法不适用于单码字到多层映射的MIMO系统。

发明内容

本发明的实施例提供一种系统功率分配方法和设备，能够在单码字到多层映射的MIMO系统中，实现系统功率分配优化，使系统吞吐量最大化。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种系统功率分配方法，包括：

根据系统的各数据层的信噪比或信干噪比与该数据层谱效率的函数关系获取各数据层的拟合函数，并根据所述各数据层的拟合函数获取所述系统的谱效率总和；

根据所述各数据层的信噪比或信干噪比与该数据层自身发射功率的函数关系、所述系统内各个码字的发射功率与所述系统总发射功率的函数关系，获取所述系统总发射功率与所述各数据层的信噪比或信干噪比的函数关系；

根据所述系统总发射功率与所述各数据层的信噪比或信干噪比的函数关系，当所述系统的谱效率总和最大时，获取所述各数据层的信噪比或信干噪比；

根据所述各数据层的信噪比或信干噪比获取各数据层的发射功率。

在第一种可能实现的方式中，结合第一方面，当所述系统内有两个码字时，所述根据所述系统的各数据层的信噪比或信干噪比与该数据层谱效率的函数关系获取各数据层的拟合函数，并根据所述各数据层的拟合函数获取系统的谱效率总和包括：

根据所述各数据层的信噪比或信干噪比与该数据层自身谱效率的对数关系获取所述各数据层的拟合函数的拟合系数，并根据所述各数据层的拟合系数获取所述各数据层的拟合函数；

将所述系统内的第1至第m数据层映射至第一码字，将所述系统内的第m+1至第k数据层映射至第二码字，其中，属于同一码字内的所有数据层的信噪比或信干噪比相等；

根据所述各数据层的拟合函数获取所述第一码字的谱效率以及所述第二码字内的谱效率；

将所述第一码字的谱效率与将所述第二码字的谱效率之和相加，得到所述系统的谱效率总和。

在第二种可能实现的方式中，结合第一方面或第一方面的第一种可能实现的方式，所述根据所述各数据层的信噪比或信干噪比与该数据层自身发射功率的函数关系、所述系统内各个码字的发射功率与所述系统总发射功率的函数关系，获取所述系统总发射功率与所述各数据层的信噪比或信干噪比的函数关系包括：

在同一码字内的所有数据层的信噪比或信干噪比相等的情况下，根据所述各数据层的信噪比或信干噪比与该数据层自身发射功率的函数关系，获取各数据层自身发射功率与所述第一码字内第n数据层的发射功率或与所述第二码字内第w数据层的发射功率的函数关系；