[发明专利]无线紫外光MIMO通信中采用注水算法的功率分配方法

权利要求书

1.无线紫外光MIMO通信中采用注水算法的功率分配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，在信号发送端利用等功率分配方法在每个发送天线上分配相等的功率，利用收发天线建立M×N个通信信道，信道矩阵表示为：

公式(1)中用H表示信道矩阵，h_ij表示由第i个发射天线和第j个接收天线构成的通信信道，并获取各个子信道的信道状态信息；

步骤2，根据各个子信道的信息状态，获取当前新到的恶劣程度；首先获得，采用等功率分配方式时，整个通信系统的信道容量C表示为：

公式(2)中B表示通信系统的带宽大小，I_N表示单位时间通过信息量，P表示信道发射端的发射功率，σ_n²表示为噪声功率信道矩阵H的埃尔米特矩阵矩阵表示为HH^H；

并利用拉格朗日模型求解可得拉格朗日函数表达式为：

公式(3)中埃尔米特矩阵矩阵的转置矩阵表示为HH^T，λ表示拉格朗日算子，P_i表示子信道中分配功率大小，P_t表示信道中的总功率，

对上式求偏导可得利用注水算法在每个信道中分配的功率P_i表达式为：

公式(4)中μ＝λln2，为线性注水算法中从池底到注水线的高度，为子信道中信噪比的倒数，的值越小，表示信道中信噪比越大，信道质量越高，因此在非直视MIMO通信系统中，利用线性注水算法分配给该子信道中的功率就相应的越大；

步骤3，判断信道恶劣程度与注水线之间的差值，若注水线高度高于信道恶劣程度，则按两者之间的差值对子信道分配相应的功率，若注水线高度低于信道恶劣程度，则该信道不分配功率；

步骤4，将每个信道中分配的功率代入信道容量计算公式，可得整个通信系统采用注水算法获得的系统信道容量C表达式为：

公式(5)中σ²表示系统中背景噪声方差，μ＝λln2，λ_i表示子信道矩阵特征值。