[发明专利]一种多天线双向中继传输系统中的功率分配方法

摘要

本发明公开了一种多天线双向中继传输系统中的功率分配方法。它能在源节点以及中继节点的总功率受限条件下，以最大化系统吞吐量为目的，对源节点以及中继节点的功率以及各节点在各数据流上的功率进行联合优化。本发明针对基于厄米特预编码的多天线双向中继系统，不仅保留了系统原有特点，即两个源节点通过中继双向传输以节省传输时隙，还能通过分配各节点以及其在各数据流上的功率，进一步提高系统吞吐量。

主权项

1.一种多天线双向中继传输系统中的功率分配方法，其特征在于该系统采用基于厄米特预编码的多天线双向中继传输，在两个源节点以及一个中继节点总功率受限的情况下，以最大化系统吞吐量为目的，对源节点、中继节点功率以及其在各数据流上的功率进行分配，具体包括如下步骤：1.1)多天线双向中继系统中，两个源节点S₁和S₂通过一个中继节点交换信息，两个源节点天线数为N_S，中继节点天线数为N_R，源节点和中继节点的总功率为P，其中两个源节点的发送功率分别为P₁和P₂，中继节点功率为P_R＝P‑P₁‑P₂；1.2)每次传输分为两个时隙：在第一个时隙，两个源节点同时发送信息，中继R接收，源节点S_i的发送信号表示为：x_i＝F_is_i,i＝1,2，其中F_i是源节点S_i的预编码矩阵，s_i是该源节点需要发送的消息向量；中继R接收到来自两个源节点的和信号，其接收信号表示为y_R＝[H₁ H₂][x₁ x₂]^T+η_R，其中H₁是中继节点R到源节点S₁的信道矩阵，H₂是中继节点R到源节点S₂的信道矩阵，η_R为中继节点在各天线上的高斯噪声，所述源节点的预编码矩阵具体为：F_i＝V_i^HΛ_i，i＝1,2，V_i^H来自于信道矩阵的广义特征值分解，即H_i＝KD_iV_i^H，i＝1,2，K是满秩矩阵，D_i是非负对角阵，用来对源节点的发送数据流进行功率分配，V_i是酉矩阵；由于源节点功率限制，T_r(Λ_i)＝P_i；1.3)在第二个时隙，由中继在系统中广播，两个源节点分别进行接收，中继节点R的发送信号表示为：x_R＝F_Ry_R，其中F_R是中继节点所采用的线性厄米特预编码矩阵，具体为F_R＝(K^T)⁺(ΠΛ_R)K⁺，Π是逆单位矩阵，Λ_R为中继在各数据流上的功率分配对角矩阵，由于中继功率限制，功率分配矩阵需要满足1.4)接收端收到信号为系统总传输速率表示为其中以及噪声方差归一化为1。