[发明专利]MR预处理下硬件损伤大规模MIMO双向中继系统功率分配方法

权利要求书

1.一种MR预处理下硬件损伤大规模MIMO双向中继系统功率分配方法，适用于一个M天线大规模MIMO中继，N对单天线用户，且用户对随机部署在中继两边，其特征在于：

S1，首先计算得到含有硬件损伤的每个估计子信道的统计特征，包括如下步骤：

1.1、所有用户向大规模MIMO中继发送导频信号，导频信号为用户端和大规模MIMO中继端已知的相互正交信号；

1.2、基站以第n个用户为功率分配对象，大规模MIMO中继通过信道估计算法计算出含有硬件损伤的每个信道统计特征和估计误差的统计特征分别为

其中，β_n表示第n个用户到大规模MIMO中继的大尺度衰落系数，K_n表示第n个用户到大规模MIMO中继的莱斯衰落因子(K_n＝0为瑞利衰落)，p_p表示用户发送的训练序列功率，τ训练序列长度，κ_r表示中继接收损伤电平，

S2，计算得到第n'个用户的近似下行信道状况表征量，包括以下步骤：

2.1、根据信道互易性获得估计信道矩阵，所有用户对向大规模MIMO中继发送信号，大规模MIMO中继利用MRC检测矩阵处理接收信号，得到处理后的信号r；

2.2、大规模MIMO中继通过预编码矩阵处理信号r，大规模MIMO中继系统将处理后的信号放大并转发到用户；

2.3、计算得到第n'个用户的下行信道状况表征量；

2.4、根据大数定律获得第n'个用户的近似下行信道状况表征量；

S3，得到功率受限条件下，频谱效率的函数表达式，包括如下步骤：

3.1、已知所有用户和中继的发射总功率最大值为P_max，得到频谱效率最高时用户和中继功率分配如下：

其中，p₀和p₁分别为用户和中继的峰值功率，

3.2、将所述公式(3)中非凸性优化函数转化为凸性多项式优化函数

S4，最优功率分配方案的具体方法如下：

4.1、初始化参数ε、ν、最大迭代次数L、设置迭代次数m，初始化信干噪比γ_n,1,n＝1,…,2N；

4.2、计算和解公式(5)中几何规划函数

其中为最接近γ_n+1的点，假设为最优解；

4.3、判断是否满足或m＝L，若是，结束迭代；若为否，进入步骤(4.4)；

4.4、令m＝m+1，继续步骤4.2。