[发明专利]一种多入多出系统功率分配方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种多入多出系统功率分配方法和系统。

背景技术

随着无线通信技术的发展，人们对通信速度和质量的要求也不断提高，如何实现高频谱利用率的高速数据传输成为迫切需要解决的根本问题。而基于多天线发射、多天线接收的多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术，能够通过充分利用无线信道的丰富多径散射环境可极大的提高带宽受限信道的容量。

MIMO技术主要是空时信号处理，也就是利用在空间中分布的多个天线将时间域和空间域结合起来进行信号处理。MIMO技术在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端的和接收端的多个天线传送和接收，获得空间复用增益和空间分集增益来提高数据速率，降低误码率。MIMO技术可有效地利用随机衰落和可能存在的多径传播，将传统通信系统中存在的多径影响因素转变成对用户通信性能有利的增强因素，因而可以在不额外增加所占用的信号带宽的前提下为无线通信的性能带来成倍的改善。

在实际MIMO系统中，目前，MIMO系统主要采用基于层间注水的功率分配方法，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，信道差的子信道分配更少的功率，最大化系统容量。假设系统层数为k，总发射功率为PT，基于层间注水准则的功率分配公式如下：

其中，p_i代表第i个层分配的功率值，σ²为噪声功率，λ_i为第i个层对应的信道增益；是常数。因此，λ_i值越高的层分配更多的功率，即信噪比越高的层分配更多的功率。

本申请发明人在长期研发中发现，对于单个码字在多层上传输的MIMO系统中，如果采用注水功率分配方法，由于各个层之间的SNR(信噪比)不均衡，一个码字只能采用与低SNR值接近的低阶MCS(调制编码方案)，而码字内SNR稍高的几个层无法发挥最大的传输能力，从而造成单个码字内的层间SNR差别更大，最低SNR值进一步降低，进而降低了整个码字的MCS。因此，对于码字到多层传输的实际MIMO系统中，采用基于层间注水的功率分配方法，系统吞吐量会下降。因此，无法获得理想的系统吞吐量性能。

发明内容

本申请提供一种多入多出系统功率分配方法、系统的实施方式，能够有效的提高多入多出系统的吞吐量。

本申请一方面是：提供一种多入多出系统功率分配方法，包括：获取发射端到接收端之间的信道矩阵、接收端的噪声功率；根据获取的所述信道矩阵、所述接收端噪声功率以及码字数和码字内的层数，使功率在至少两个码字间采用码字间注水功率分配，其中，层数多的码字对应的注水功率水平大于层数少的码字对应的注水功率水平。

其中，所述使功率在至少两个码字间采用码字间注水功率分配的步骤包括：使层数相同的所述码字具有相同的注水功率水平，并且使分配给信噪比高的码字的功率大于分配给信噪比低的码字的功率。

其中，所述使功率在至少两个码字间采用码字间注水功率分配的步骤之后，还包括：使分配给每个所述码字的功率在码字内的各层再次分配，以使得码字内的各层信噪比相同或在预设的差值内。

其中，所述使分配给每个所述码字的功率在码字内的各层再次分配的步骤之后，还包括：判断所述至少两个码字的信噪比是否超过预设的门限信噪比，若有码字的信噪比超过预设的门限信噪比，则释放已分配的超过预设的门限信噪比的该部分功率，并将释放出来的所述功率补偿到信噪比低于预设的门限信噪比的码字上，使释放功率后的码字的信噪比不超过预设的门限信噪比，并且经补偿后的码字内的各层的信噪比相同或在预设的差值内，其中，所述门限信噪比是使码字达到最大调制编码方案阶数对应的信噪比。

其中，所述方法还包括：设置所述门限信噪比并保存。

其中，所述使分配给每个所述码字的功率在码字内的各层再次分配的步骤包括：使分配给每个所述码字的功率在码字内的各层再次分配，使得当所述码字内的层数固定时，所述码字的层分配的总功率是固定的，所述总功率为：其中，P_T表示所述码字的层分配的总功率，P_i表示第i层分配的功率，k表示系统的层数。