[发明专利]一种功率分配方法和通信节点

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体的，涉及一种控制节点同时传输多个数据流式的功率分配方法及通信节点。

背景技术

MIMO(multiple input multiple output，多输入多输出)技术是无线移动通信领域中智能天线技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率；可以利用多径来减轻多径衰落；并能有效地消除共道干扰，提高信道的可靠性，降低误码率，是新一代移动通信系统必须采用的关键技术。

多天线技术已经从传统的点对点通信中(单用户多输入多输出(Single User MIMO，简称SU-MIMO))发展到点对多点通信(多用户MIMO(Multiple User MIMO，简称MU-MIMO))，无论是点对点还是点对多点通信中，都存在一种控制节点同时传输多个数据流给一个终端或者是多个终端。在这种通信中，控制节点首先将通过预编码操作(其中控制节点通过数据流对应的信道系数以及相应的最优化准则，计算获得每个数据流的预编码矩阵)，将每个数据流对应的数据形成用于在每个天线上发送的数据，从而在每个天线上发送的数据是这多个数据流形成的数据的叠加，这就需要控制节点将每个天线上有限的功率在这几个数据流之间进行分配，在传统的功率分配分析中，都假定了控制节点总功率受限，而不是每个天线功率单独受限，所以其功率分配往往就是按照预编码向量中每个元素的绝对值的平方的比例进行分配，而事实上，由于成本的原因，在控制节点往往是每个天线对应一个功放，即每个天线的发射功率是单独受限，这就给功率分配带来了一定的复杂度，尤其是在多数据流的时候，既要满足预编码向量系数之间的幅度比例，又要考虑每个天线上的功率约束，同时还要考虑数据流之间的功率分配问题，对于这类问题，一种通用的方法就是采用优化算法进行全局优化，但是这会带来两个麻烦：第一，该问题不一定存在最优解，第二，即使存在最优解，但是需要迭代去求解，实现复杂，尤其是当天线数数据流数目较多的时候。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种功率分配方法及通信节点，以将每个数据流的功率在天线功率受限时进行最优的分配，从而提高系统性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种功率分配方法，包括：

通信节点配置N个天线，且N个天线上同时传输K个数据流；

所述通信节点根据以下条件在第n个天线上给第k个数据流分配功率p_nk：

K个数据流在第n个天线上被分配的功率之和不超过该天线的最大发射功率Q_n；

第k个数据流在每个天线上被分配的功率之和不超过第k个数据流的功率G_k；

其中，G_k为所述通信节点预先分配给第k个数据流在当前资源块上的功率；N为自然数，且大于等于2；K小于等于N；n＝1，…，N；k＝1，…，K。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述资源块包括以下的一种或多种：

正交频分复用技术系统中的一个子载波；

正交频分多址系统中的一个子载波；

同一个正交频分复用技术符号上的多个子载波；

时域多个正交频分复用技术符号在频域的多个子载波构成的资源块。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述通信节点分配功率p_nk包括：

所述通信节点根据每个数据流的信道状态信息，自适应的分配功率p_nk。

进一步地，上述方法还具有下面特点：所述通信节点自适应的分配功率p_nk包括：

根据每个数据流的功率G_k和每个天线的发射功率Q_n构造以下方程组，以获得到所有可能的功率分配方案：

根据所述方程组中选择任意N+K-1个方程构造矩阵方程：

其中，

A为系数矩阵，

计算系数矩阵

计算每个天线上的功率比例因子

其中，

包含N*K个元素；

r_nk＝|w_nk|²，w_nk为第n个天线上第k个数据流对应的预编码向量；

其中，n＝1，…，N，k＝1，…，K；

分配功率p_nk。