一種基于魯棒性設(shè)計的mimo傳輸功率分配優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于魯棒性設(shè)計的MIMO傳輸功率分配優(yōu)化方法，首先利用矩陣函數(shù)凸凹性，將功率分配矩陣優(yōu)化為對角陣，化簡為標(biāo)量函數(shù)，隨后結(jié)合標(biāo)量函數(shù)進(jìn)行MIMO傳輸功率分配優(yōu)化。在MIMO傳輸功率分配優(yōu)化過程中，首先找到無限制條件的最優(yōu)解，隨后進(jìn)行微調(diào)，保證算法的收斂性和低運算量。本發(fā)明提供的基于魯棒性設(shè)計的MIMO傳輸功率分配優(yōu)化方法，相對于普適的最優(yōu)解獲取算法，能夠以相對較小的運算代價來獲取最優(yōu)解，并且在第一步就己將功率分配的基準(zhǔn)值固定，不存在算法發(fā)散的問題。
【專利說明】—種基于魯棒性設(shè)計的MIMO傳輸功率分配優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在信道信息不完整時魯棒性MIMO傳輸?shù)木唧w功率分配方法，屬于多天線干擾信道中從不完美的信道信息中尋找功率分配策略的問題。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，MIMO(Multiple_Input Multiple-Out-put,多輸入多輸出)系統(tǒng)的性能很大程度上取決于信道狀態(tài)信息(Channel State Information,簡稱CSI)。為實現(xiàn)MIMO信道的全部效益，可以獲取在發(fā)送端的信道狀態(tài)信息(Channel State Information at thetransmitter，簡稱CSIT)并采用恰當(dāng)?shù)念A(yù)編碼技術(shù)。如果能夠獲取完整的CSIT，在這種情況下已經(jīng)有成熟的MMO優(yōu)化預(yù)編碼技術(shù)。然而，實際上CSIT —般不完整或者有誤差，這主要是由不精確地估計和量化信道信息，錯誤的或者遲滯的反饋信息，以及互信道延時和頻偏。因此我們在研究預(yù)編碼技術(shù)的時候要考慮到CSIT的不完整性。我們的目標(biāo)是充分利用CSIT同時對不同的CSIT缺陷具有普適性或魯棒性。
[0003]通常，CSIT缺陷一般用隨機模型或者確定性模型來刻畫。隨機性模型指的是信道信息是一個隨機量。它的即時信息未知但是符合統(tǒng)計規(guī)律，比如可以獲取均值和協(xié)方差。在這種情況下，魯棒性設(shè)計致力于優(yōu)化長期的平均性能或者中斷回復(fù)性能。確定性模型認(rèn)為信道處在一個不確定域或者不確定集合中。它更適合刻畫即時CSI的誤差。這個集合的大小與信道的確定性密切相關(guān)，集合越大，信道的確定性越大。這樣，我們可以把這樣的預(yù)編碼設(shè)計稱為是魯棒的:在不確定域內(nèi)在最差信道獲取最好性能，也就是在不確定域內(nèi)對任何信道保證性能的不低于門限。實現(xiàn)這樣的預(yù)編碼設(shè)計可以抽象為優(yōu)化最壞情況的性能，也就是解決一個最大最小(maximin)或者最小最大(minimax)問題。
[0004]一個經(jīng)典的窄帶MMO信道的模型可以這樣描述:
[0005]y=Hx+n
[0006]其中:x為N維發(fā)送向量，X e Cn,即有N個發(fā)射天線；y為M維接收向量，y e Cm,即有M個接收天線；H SMXN維信道矩陣，H e Cmxn ;n為M維噪聲向量，n e CM，且服從高斯分布，即η~θν((),σ;:Τ)，<為噪聲功率；Q=E[XXH](對xxH求數(shù)學(xué)期望)為功率分配矩陣，Q可以分解為Q=FFH(F為傳送符號的線性映射矩陣)；定義傳輸符號的向量s，E[ssH]=I，那么，X=Fs ;事實上，對于Q—般應(yīng)滿足Q e Q (Q為Q所有可能取到的值的集合)，其中:
【權(quán)利要求】
1.一種基于魯棒性設(shè)計的MIMO傳輸功率分配優(yōu)化方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)將μ作為參數(shù)，對Pi進(jìn)行優(yōu)化，即:
【文檔編號】H04W52/42GK103458521SQ201310407173
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】王家恒, 趙立成, 梁霄, 趙春明 申請人:東南大學(xué)