[发明专利]一种基于降低实时错误比特概率上界的功率分配方法

权利要求书

1.一种基于降低实时错误比特概率上界的功率分配方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、初始化处理，具体为：

在PSM-MIMO系统中，发送天线和接收天线的数目分别为N_t和N_r，且令N_r＝N_t，发送信号向量表示为接收信号向量为y＝HPBDx+n，其中，信道矩阵信道矩阵H的每个元素都是均值为0方差为1的复高斯随机变量，加性高斯白噪声向量n的每个元素都是均值为0方差为的复高斯随机变量，线性预编码矩阵是一个用来归一化线性预编码矩阵每一列能量的对角矩阵，对角的功率分配矩阵x表示所谓的超级符号且x＝e_ks_m，e_k是N_r维单位矩阵的第k列，k＝1,...,N_r，s_m∈Μ＝{s1,...,s_M}表示传统M阶星座图中的一个幅度/相位调制符号，所以，发送信息比特被编码进e_k和s_m中，总的每时隙传输比特数为k_all＝log2(N_rM)，

将迫零预编码作为线性预编码器，则预编码矩阵表示为P＝H^H(HH^H)-1，相应于迫零预编码的归一化矩阵的对角元素为其中，i＝1,...,N_r，[A]_i,j表示矩阵的第(i，j)个元素，则在应用迫零预编码时的接收信号向量为y＝BDx+n；

S2、以降低PSM-MIMO系统实时误码率上界为优化准则，将实时误码率上界中的Q函数进行自然指数近似；

S3、对S2近似得到的凸优化问题求解最优的功率分配矩阵；具体步骤为：

S31、采用M阶相移键控调制方式，则，当M阶相移键被使用时，实时比特错误概率上界写为

其中，代表第i根接收天线被选来接收信号且第k个M阶相移键控符号s_k被用来传输，只考虑两个指数加权和，Chiani上界可以写为由该Q函数上界，新的实时比特错误概率上界可以写为其中，

ψ_k,l＝|s_k-s_l|²，x0；

S32、通过处理，比特错误概率上界的第二部分中的Q函数的上界为：

通过该公式，S31中的优化问题可以转化为：

以上优化问题并没有解析解，以上公式可以转化为：

该优化问题的解析解为：

S33、将S31和S32中求解出的功率分配矩阵带入到系统模型y＝HPBDx+n中则完成了所有操作；

最优功率分配矩阵的设计法则目标在于：通过给不同的天线分配合适的功率来减小新的实时比特错误概率上界，则该设计法则可以公式化为一个优化问题

其中，

d＝diag(D)＝(d₁,...,d_Nr)是功率分配向量；

S4、在PSM-MIMO系统中基于降低实时错误比特概率上界的低复杂度功率分配算法，由Cauchy-Schwartz不等式得到一个新的更松的PSM-MIMO系统实时误码率上界，以降低该上界为优化准则，得到一个功率分配矩阵的解析解。