基于延時(shí)信道狀態(tài)信息的mimo-ofdm系統(tǒng)比特分配方法
【專利摘要】基于延時(shí)信道狀態(tài)信息的MIMO-OFDM系統(tǒng)比特分配方法，包括：根據(jù)延時(shí)的信道狀態(tài)信息估計(jì)當(dāng)前的實(shí)際信道；計(jì)算空間子信道的星座距離參數(shù)；將所有空間子信道分成兩組，并確定兩組分配的比特?cái)?shù)的分布；分配每組比特分布參數(shù)；為組內(nèi)每個(gè)空間子信道計(jì)算分配的比特?cái)?shù)以及相應(yīng)的發(fā)射功率。其有益效果在于：降低總發(fā)射功率；降低通信系統(tǒng)中比特加載的復(fù)雜度；避免由于延時(shí)產(chǎn)生的CSI失配與算法性能降低。
【專利說明】基于延時(shí)信道狀態(tài)信息的mimo-ofdm系統(tǒng)比特分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)資源分配技術(shù)，尤其針對(duì)MMO-OFDM系統(tǒng)物理層的一種基于延時(shí)信道狀態(tài)信息的比特分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]各種無線通信系統(tǒng)如蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)、無線局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的發(fā)展很快，但也面臨著不斷到來的各種挑戰(zhàn)，其根本問題是用戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量(速率，誤碼率等)要求的不斷提高和無線信道有限的傳輸能力之間的矛盾。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)的增長，使這個(gè)矛盾更加突出。但無線信道屬于時(shí)變衰落信道，而且是帶限的，其容量有限而且隨機(jī)。面對(duì)業(yè)務(wù)的多樣化、用戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量要求不斷提高的趨勢，必須使系統(tǒng)無線資源盡可能發(fā)揮出最大的效用，自適應(yīng)傳輸技術(shù)成為了無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]自適應(yīng)傳輸技術(shù)根據(jù)信道、網(wǎng)絡(luò)狀況等自適應(yīng)的調(diào)整各種傳輸參數(shù)，達(dá)到系統(tǒng)速率最大化或功率消耗最小化等目標(biāo)，如自適應(yīng)編碼調(diào)制、自適應(yīng)功率分配等等。
[0004]mimo-ofdm系統(tǒng)比特分配也屬于自適應(yīng)傳輸?shù)姆懂?，它根?jù)傳輸時(shí)刻的信道狀態(tài)自適應(yīng)的為每個(gè)子信道分配比特，在滿足服務(wù)質(zhì)量要求的同時(shí)使系統(tǒng)發(fā)射功率最小化。傳統(tǒng)的比特分配方法將通過反饋獲得的信道狀態(tài)信息直接用于自適應(yīng)傳輸，沒有考慮由于接收機(jī)信道估計(jì)、反饋等產(chǎn)生的延時(shí)，在時(shí)變衰落信道中往往導(dǎo)致反饋的信道信息與實(shí)際信道狀態(tài)之間的失配，產(chǎn)生傳輸差錯(cuò)與性能損失。另一方面，很多傳統(tǒng)的比特分配方法復(fù)雜度很高，雖然達(dá)到了優(yōu)異的性能，但是在實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)起來很困難，硬件、軟件成本也很聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0005]本發(fā)明目的是提供一種降低算法復(fù)雜度并保持通信系統(tǒng)較優(yōu)異的性能的基于延時(shí)信道狀態(tài)信息的MMO-OFDM系統(tǒng)比特分配方法，其具體技術(shù)方案如下:
[0006]所述系統(tǒng)比特分配方法，其特征在于包括:
[0007]發(fā)射端根據(jù)延時(shí)的信道狀態(tài)信息，估計(jì)當(dāng)前的實(shí)際信道；
[0008]根據(jù)估計(jì)的當(dāng)前實(shí)際信道與誤碼率BER要求，計(jì)算每個(gè)MMO空間子信道的星座距
離參數(shù)<(?);
[0009]根據(jù)MMO-OFDM信道的特征，將所有空間子信道分成兩組，并確定兩組分配的比特?cái)?shù)的分布；
[0010]依據(jù)所確定的比特?cái)?shù)分布、系統(tǒng)總速率需求，將系統(tǒng)總速率分配到兩組，并分配每組比特分布參數(shù)；
[0011]根據(jù)各組所分配的速率及空間子信道的星座距離參數(shù)，為組內(nèi)每個(gè)空間子信道計(jì)算分配的比特?cái)?shù)以及相應(yīng)的發(fā)射功率；
[0012]其中η表不子載波序號(hào)，n=l, 2,…Nc。
[0013]所述系統(tǒng)比特分配方法進(jìn)一步的設(shè)計(jì)在于，所述延時(shí)的信道狀態(tài)信息為發(fā)射端通過反饋通道獲得的自接收端發(fā)出包含Nc個(gè)子載波的信道狀態(tài)信息Hf (η)，與比特傳輸發(fā)生時(shí)的信道Η(η)相比，延時(shí)的信道狀態(tài)信息硭(1!)是有一定時(shí)間滯后的信道狀態(tài)信息。
[0014]所述系統(tǒng)比特分配方法進(jìn)一步的設(shè)計(jì)在于，所述發(fā)射端獲得的延時(shí)的信道狀態(tài)信E Hf (η)與當(dāng)前信道Η(η)之間存在相關(guān)系數(shù)P
[0015]
【權(quán)利要求】
1.基于延時(shí)信道狀態(tài)信息的MMO-OFDM系統(tǒng)比特分配方法，其特征在于包括: 發(fā)射端根據(jù)延時(shí)的信道狀態(tài)信息，估計(jì)當(dāng)前的實(shí)際信道； 根據(jù)估計(jì)的當(dāng)前實(shí)際信道與誤碼率BER要求，計(jì)算每個(gè)MIMO空間子信道的星座距離參W.4 (?)； 根據(jù)MMO-OFDM信道的特征，將所有空間子信道分成兩組，并確定兩組分配的比特?cái)?shù)的分布； 依據(jù)所確定的比特?cái)?shù)分布、系統(tǒng)總速率需求，將系統(tǒng)總速率分配到兩組，并分配每組比特分布參數(shù)； 根據(jù)各組所分配的速率及空間子信道的星座距離參數(shù)，為組內(nèi)每個(gè)空間子信道計(jì)算分配的比特?cái)?shù)以及相應(yīng)的發(fā)射功率； 其中η表不子載波序號(hào)η=1, 2,…N。；i表不子載波η上空間子信道的序號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述延時(shí)的信道狀態(tài)信息為發(fā)射端通過反饋通道獲得的自接收端發(fā)出包含乂個(gè)子載波的信道狀態(tài)信息Hf (η)，與比特傳輸發(fā)生時(shí)的信道H (η)相比，延時(shí)的信道狀態(tài)信息Hf (η)是有一定時(shí)間滯后的信道狀態(tài)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述發(fā)射端獲得的延時(shí)的信道狀態(tài)信息Hf (η)與當(dāng)前信道Η(η)之間存在相關(guān)系數(shù)P
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的MIM0-0FDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述發(fā)射端根據(jù)延時(shí)的信道狀態(tài)信息估計(jì)當(dāng)前信道焱(》)具體為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述計(jì)算每個(gè)空間子信道的星座距離參數(shù)<(?)包括: 分別對(duì)信道矩陣詮(η)與Hf (η)進(jìn)行奇異值分解，且Hf (η)、H (η)與片(《)都是NtXNi^E陣，則奇異值分解為


6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述所有空間子信道分成兩組的方法包括: 每個(gè)OFDM載波上的空間子信道I和空間子信道2劃分入第一組，其他子信道劃分入第二組； 如果每個(gè)OFDM載波上只有兩個(gè)空間子信道，則子信道I劃分入第一組，子信道2劃分入第二組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述兩組分配的比特?cái)?shù)的分布包括:bmax與bmax-2 ；bmax-2與bmax-4 ；bmax是待確定比特?cái)?shù)并為偶數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述比特?cái)?shù)分布的具體參數(shù)的確定包括:
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述組內(nèi)每個(gè)空間子信道計(jì)算所分配的比特?cái)?shù)的方法包括: a.令第一組子信道全部加載bmax-2比特所達(dá)到的速率為Ra，第二組子信道全部加載bmax-4比特所所達(dá)到的速率為Rb，則剩余比特為Rm = Rneed-Ra-Rb ；b.為第一組分配比特?cái)?shù)R1= Ra + Rrem/2，第二組分配比特?cái)?shù)R2 = Rb + Rreffl/2。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MMO-OFDM系統(tǒng)比特加載方法，其特征在于所述組內(nèi)每個(gè)空間子信道根據(jù)分配相應(yīng)的發(fā)射功率的方法包括: 設(shè)定第p(p=l，2)組內(nèi)兩個(gè)比特?cái)?shù)分別為bup與blOT，且該組分配的總比特?cái)?shù)是Rp。 將組內(nèi)所有{<(?)}升序排列，形成數(shù)組d = [4 (J),...,Ciflll； 對(duì)(Rp-Vw)/2向上取整，得到整數(shù)N1，則數(shù)組中前N1個(gè)右(《)對(duì)應(yīng)的子信道都加載bup比特；剩余子信道都加載blOT比特； 根據(jù)子信道上加載的比特?cái)?shù)得到相應(yīng)功率需求因子F，得到相應(yīng)的發(fā)射功率df{n) 對(duì)所有子信道的發(fā)射功率求和，就得到系統(tǒng)的發(fā)射功率。 其中:m是該元素在數(shù)組d中的序號(hào)，i是其所在的空間子信道序號(hào)，j、k、I是其所在子載波的序號(hào)。
【文檔編號(hào)】H04W52/34GK103532671SQ201310484898
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】劉敏 申請(qǐng)人:南通大學(xué)