[发明专利]空间相关MISO系统中基于不完全信道信息预编码方法

摘要

本发明公开了一种空间相关MISO系统中基于不完全信道信息的预编码方法，涉及无线通信中自适应资源分配技术领域，本发明包括建立MISO系统和信道模型、确定系统有效信噪比、确定条件相关矩阵及预编码波束成型矩阵、确定预编码中功率分配、最小化系统平均比特率、确定系统平均误比特率等步骤；本发明的预编码方法可获得闭式功率分配，避免了已有最优方法的迭代计算；所提供的功率分配表达式较为简单，可直接计算；考虑了实际中反馈错误，有着很好的实用性；整个方法的复杂度低，代价小，时延少，易于实现。

主权项

1.一种空间相关MISO系统中基于不完全信道信息的预编码方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立系统模型和相应的信道模型；建立空间相关无线MISO通信系统模型，该系统有着M个发射天线和单个接收天线，其对应信道模型可表示为信道矩阵h={h_m}，建模为：，其中h_w为信道的随机变化部分，R_t为发送天线相关矩阵，表示信道协方差矩阵；步骤二：确定系统的有效信噪比；由接收信号矩阵,求得接收端的有效信噪比，其中：，为平均SNR，u_im为波束成形矩阵U的元素，r是空时编码的码率；{P_m, m=1,…,M}为对M个特征波束的功率控制，满足下列功率约束：，P_m30；步骤三：确定条件相关矩阵和波束成型矩阵；利用预白化和变量变换，来自步骤一的接收信噪比可进一步表示为：γ，其中：，与有着相同的分布，即其元素为服从均值为0和方差为1的复高斯分布；为条件相关矩阵，，其中：为信道均值反馈，c为用于测量MMSE估计精度的归一化相关系数；进行特征值分解为：，{z_m,m=1,…,M}为L_h的对角矩阵；其中波束成形矩阵U=V_h；步骤四：确定系统平均误比特率；根据获得的均值反馈，利用随机变量变换，通过平均化卡方分布，确定出系统平均误比特率(BER)：，其中l=gE_s/(rN₀)为等效符号信噪比；步骤五：最小化平均误比特率；在固定功率约束下，以最小化步骤四中的系统BER为优化目标，建立相应的目标优化函数；其中：η₁为拉格朗日乘子；步骤六：确定功率分配；对步骤1.1.5中目标函数关于{P_m}求偏导，并令偏导值等于零，利用功率约束条件，得到闭式功率分配；其中：。