[发明专利]基于服务质量需求的最小发射功率自适应调制方法

摘要

本发明涉及一种基于服务质量需求的最小发射功率自适应调制方法，能够使多输入多输出系统以最小的总发射功率达到用户所要求的服务质量。方法首先给出了在完美信道信息反馈条件下，多输入多输出系统最小化发射功率问题的闭式解，然后再对该闭式解进行离散化处理，并进一步对子信道的调制阶数进行调整。调整时针对子信道调制阶数之和大于及小于目标传输速率的情况分别进行，直至所有子信道的当前调制阶数之和等于目标传输速率，此时每个子信道的调制阶数和发射功率即为最佳，完成比特和功率分配。本发明在多输入多输出系统中最小化发射功率问题的闭式解基础上，设计了面向实际应用的最佳比特分配方案的离散化算法，显著降低了系统运算复杂度。

主权项

1、一种基于服务质量需求的最小发射功率自适应调制方法，其特征在于包括如下步骤：1)将多输入多输出系统的信道信息矩阵无差错无迟延地反馈回发射端，并在收发端分别对该信道信息矩阵进行奇异值分解，以获得收发信机的加权矩阵，进而将多输入多输出信道划分为多个并行的相互正交的子信道，子信道的数目与信道信息矩阵的阶数相同；2)为每个子信道设定相同的目标误比特率，该目标误比特率等于整个系统的目标误比特率，然后建立多输入多输出系统总发射功率与目标传输速率和目标误比特率之间的显式关系模型；3)假设每个子信道的调制阶数可以遍取实数域内的任何值，然后根据总发射功率与目标传输速率和误比特率的关系模型，采用拉格朗日乘子法，计算多输入多输出系统在完美信道反馈条件下，能使系统总发射功率最小的比特分配方案的理论闭式解；4)将由闭式解得到的每个子信道的调制阶数取整，并进行离散化处理，对所有调制阶数小于零的子信道，取其调制阶数等于零，对所有调制阶数大于目标传输速率的子信道，取其调制阶数等于目标传输速率；如果所有子信道离散化后的调制阶数之和等于目标传输速率，此时每个子信道的调制阶数和发射功率即为最佳，完成比特和功率分配；否则调整子信道的调制阶数；5)在调整子信道的调制阶数时，对于当前所有子信道的调制阶数之和大于目标传输速率的情况，用每个子信道的理论闭式解减去其当前调制阶数，求得二者之间的差值，然后选择具有最小差值的子信道使其调制阶数减一，重复执行，直至所有子信道的当前调制阶数之和等于目标传输速率，完成比特和功率分配；对于当前所有子信道的调制阶数之和小于目标传输速率的情况，则用每个子信道当前调制阶数减去相应的理论闭式解，求得二者之间的差值，选择具有最小差值的子信道使其调制阶数加一，重复执行，直至所有子信道的当前调制阶数之和等于目标传输速率，完成比特和功率分配。