[发明专利]多用户MIMO系统中的功率分配方法和装置

权利要求书

1.一种多用户MIMO系统中的功率分配方法，其特征在于，包括：

接收射频信号X；

利用译码矩阵W对接收到的射频信号X进行译码操作r＝WX，在所述译码操作过程中，对估计的每个用户信道矩阵进行奇异值分解，其中，X＝HMAz+n，H为理想的用户信道矩阵，为估计的用户信道矩阵，E为信道估计的误差矩阵，M为预编码矩阵，A为功率分配矩阵，z为用户原始数据，n为噪声，r为译码后的信号；

利用译码后的信号r＝W[HMAz+n]计算每个用户中的每个数据流的信干噪比SINR，并基于计算出的SINR计算对应的误码率BER；

在系统总功率的限制下，获取使系统的平均BER最小的功率分配矩阵A。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述射频信号X来自基站时，所述计算每个用户中的每个数据流的信干噪比SINR的步骤包括：

利用奇异值分解后的对角矩阵的对角线上的非零奇异值和功率分配矩阵计算每个用户的信号功率；

利用信道估计误差的方差、系统总功率以及噪声的方差计算干扰和噪声功率；

利用计算出的每个用户的信号功率、干扰和噪声功率获得信干噪比SINR。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述射频信号X来自移动终端时，所述计算每个用户中的每个数据流的信干噪比SINR的步骤包括：

利用奇异值分解后的对角矩阵的对角线上的非零奇异值和功率分配矩阵计算每个用户的信号功率；

利用信道估计误差的方差、系统总功率、译码矩阵WWH的对角元素以及噪声的方差计算干扰和噪声功率；

利用计算出的每个用户的信号功率、干扰和噪声功率获得信干噪比SINR。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用下述公式基于计算出的SINR计算对应的误码率BER：其中，w是SINR，g是调制星座参数，P_b(w)是w情况下的BER。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过拉格朗日法获取使系统的平均BER最小的功率分配矩阵A。

6.一种多用户MIMO系统中的功率分配装置，其特征在于，包括：

信号接收模块，用于接收射频信号X；

译码模块，用于利用译码矩阵W对接收到的射频信号X进行译码操作r＝WX，在所述译码操作过程中，对估计的每个用户信道矩阵进行奇异值分解，其中，X＝HMAz+n，H为理想的用户信道矩阵，为估计的用户信道矩阵，E为信道估计的误差矩阵，M为预编码矩阵，A为功率分配矩阵，z为用户原始数据，n为噪声，r为译码后的信号；

误码率计算模块，用于利用译码后的信号r＝W[HMAz+n]计算每个用户中的每个数据流的信干噪比SINR，并基于计算出的SINR计算对应的误码率BER；

功率获取模块，用于在系统总功率的限制下，获取使系统的平均BER最小的功率分配矩阵A。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述误码率计算模块包括：

下行信号功率计算单元，用于利用奇异值分解后的对角矩阵的对角线上的非零奇异值和功率分配矩阵计算每个用户的信号功率；

下行干扰噪声功率计算单元，用于利用信道估计误差的方差、系统总功率以及噪声的方差计算干扰和噪声功率；

下行信干噪比计算单元，用于利用计算出的每个用户的信号功率、干扰和噪声功率获得信干噪比SINR。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述误码率计算模块包括：

上行信号功率计算单元，用于利用奇异值分解后的对角矩阵的对角线上的非零奇异值和功率分配矩阵计算每个用户的信号功率；

上行干扰噪声功率计算单元，用于利用信道估计误差的方差、系统总功率、译码矩阵WW^H的对角元素以及噪声的方差计算干扰和噪声功率；

上行信干噪比计算单元，用于利用计算出的每个用户的信号功率、干扰和噪声功率获得信干噪比SINR。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述误码率计算模块利用下述公式计算误码率BER：其中，w是SINR，g是调制星座参数，P_b(w)是w情况下的BER。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述功率获取模块通过拉格朗日法获取使系统的平均BER最小的功率分配矩阵A。