[发明专利]多用户MIMO中基于多重时延估计的跨层设计方法

权利要求书

1.多用户MIMO系统中基于多重时延估计的跨层设计方法，其特征在于包括步骤如下：

(1)在多用户MIMO系统中，给出多重时延信道估计方法。实际中，信道状态信息反馈是有延时的，故可利用反馈之前的多个过期／延时信道信息，来增加当前信道估计的可靠性。该算法基于不同时延时信道相关性的原则，提供了一种实用性较强的设计方法。

(2)结合物理层离散速率自适应调制(AM)和数据链路层的自动请求重传(ARQ)以及多用户调度算法进行跨层设计，通过拟合法得到不同种调制方案时误包率(PER)近似公式的系数，并得到相应的切换门限值。从而提供了一种近似PER的计算方法，可大大简化精确PER的计算，便于实际应用。

(3)联合多重延时信道估计方法和切换门限值，给出基于不完全信道的多用户MIMO跨层设计系统平均频谱效率(ASE)与平均误包率(PER)计算方法，用来进行系统的性能评估。

2.根据权利要求1所述的跨层设计方法，其特征在于所述步骤(1)包括：

(1a)对于有着反馈延时的信道H(t)，大多设计都采用一个延时τ前的延时信息H(t-τ)作为估计信道系统性能大大受限。为了充分利用先前的信道信息，本发明提出采用多重延时信道估计方法，即结合当前估计之前的多个延时信道信息作为真实信道的估计值。

(1b)通过对真实信道矩阵与估计信道矩阵之间的相关性分析，得到两者之间的相关系数ρ。根据步骤(1a)所述，通过多重估计可以有效增大ρ，从而提高系统信道估计的可靠性，改善了系统性能。

3.根据权利要求1所述的跨层设计方法，其特征在于所述步骤(2)包括：

(2a)在接收端，通过良好的信道估计获得完全CSI用来自适应解调，并通过反馈信道有时延地反馈给发送端。发送端根据过期信道信息进行用户选择、离散速率AM、天线选择。若译码出错，则利用ARQ控制器通知发送端进行数据重传，直至最大重传次数。

(2b)根据步骤(2a)所述的跨层设计方案，求得离散速率AM的切换门限值。通过将瞬时PER的近似值与准确值编程拟合，得到相应近似表达式的系数使得二者吻合度较高，方便了实际应用时的性能评估。

4.根据权利要求1所述的跨层设计方法，其特征在于所述步骤(3)包括：

(3a)通过多重延时信道估计方法及拟合法，我们得到系统有效信噪比的概率密度函数以及离散率AM的切换门限值。

(3b)根据多重估计下跨层设计系统的信道特性和(3a)中离散速率自适应门限值，推导了有着反馈延迟时多用户MIMO跨层系统中平均PER和平均SE的闭式表达式。最后利用Matlab仿真平台进行相应的验证，验证本发明方案的有效性。