專利名稱：Af協(xié)作通信系統(tǒng)中降低誤符號(hào)率的功率分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域的功率分配方法，具體是一種降低具有N個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的AF協(xié)作通信系統(tǒng)的誤符號(hào)率的功率分配方法。

背景技術(shù)：
無線通信發(fā)展至今，人們對無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率和服務(wù)質(zhì)量的要求不斷提高。與主要傳送語音業(yè)務(wù)的第1、第2代無線通信系統(tǒng)不同，第3代及第4代無線通信系統(tǒng)還將支持速率高達(dá)100Mb/s～1Gb/s的多媒體寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此尋求進(jìn)一步擴(kuò)大信道容量、改善通信質(zhì)量的新技術(shù)是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界普遍關(guān)注的問題。
無線信道具有的多徑衰落特性是影響其傳輸速率與質(zhì)量的重要瓶頸，而分集技術(shù)是抵抗多徑衰落的有效方式。通常采用的分集方式有時(shí)間分集、頻率分集和空間分集。然而在某些環(huán)境下，由于系統(tǒng)時(shí)延或帶寬資源限制，時(shí)間分集和頻率分集技術(shù)難以湊效，此時(shí)通信終端就需要借助多天線發(fā)射和接收來獲得空間資源分集。多輸入多輸出MIMO的空間分集技術(shù)正是從不同的天線發(fā)送信號(hào)，使得接收端得到經(jīng)歷獨(dú)立衰落的多個(gè)信號(hào)副本，從而有效消除多徑衰落的影響，并且不需要占用額外的時(shí)間和頻帶資源，可以和其他信號(hào)處理方式相結(jié)合，因此得到了廣泛的關(guān)注。MIMO多天線技術(shù)在通信鏈路的發(fā)送端與接收端均使用多個(gè)天線，能夠?qū)鹘y(tǒng)通信系統(tǒng)中存在的多徑因素變成對用戶通信性能有利的因素，在抗多徑衰落，提高通信鏈路的通信速率和質(zhì)量方面有著明顯的優(yōu)勢，已逐漸被新一代無線通信系統(tǒng)的主流協(xié)議所采納。但應(yīng)當(dāng)指出，雖然發(fā)射分集技術(shù)可使系統(tǒng)性能得到多方面的提升，但是在實(shí)際的通信系統(tǒng)中，由于天線尺寸、功耗和成本等多方面的限制，通常的無線終端采用多天線是不可接受的，因此極大地限制了MIMO技術(shù)在無線移動(dòng)終端中的應(yīng)用。
為了解決這個(gè)問題，Sendonaris，Laneman等學(xué)者提出了一種全新的空域分集技術(shù)-協(xié)作分集，使單天線的移動(dòng)終端也可以實(shí)現(xiàn)空域分集。它的基本思想是系統(tǒng)中的每個(gè)終端可以擁有自己的一個(gè)或多個(gè)合作伙伴，合伙伙伴有責(zé)任幫助其伙伴傳輸信息。這樣，每個(gè)源節(jié)點(diǎn)在傳輸信息的過程中既利用了自己又利用了合作伙伴的空間信道，從而獲得了一定的空間分集增益。由于協(xié)作分集中的合作伙伴共享彼此的天線，從而構(gòu)成了虛擬的MIMO系統(tǒng)，從這個(gè)意義上講，協(xié)作分集為多天線技術(shù)走向?qū)嵱没峁┝艘粭l新的途徑。因此，協(xié)作通信技術(shù)在將來的4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中具有非常廣闊的應(yīng)用前景在無線蜂窩網(wǎng)、Ad-hoc網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線傳感器網(wǎng)等多種場合，協(xié)作通信技術(shù)能夠在低成本的條件下提高系統(tǒng)資源分配的公平性，減少系統(tǒng)的總功率損耗，改善通信鏈路的穩(wěn)定性，并提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。
協(xié)作分集的工作過程一般分為兩個(gè)階段第一階段，源節(jié)點(diǎn)以廣播方式發(fā)送信號(hào)，目的節(jié)點(diǎn)和所分配的中繼節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)對接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，為第二階段作準(zhǔn)備；第二階段，各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)將處理后的信號(hào)，按照預(yù)先分配的信道轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)。目的節(jié)點(diǎn)將第一階段從源節(jié)點(diǎn)收到的信號(hào)和第二階段從各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)以一定的準(zhǔn)則合并，譯碼出源信息。按中繼節(jié)點(diǎn)對對接收信號(hào)的不同處理方式，一般可以分為放大轉(zhuǎn)發(fā)AF協(xié)作分集系統(tǒng)和譯碼轉(zhuǎn)發(fā)DF協(xié)作分集系統(tǒng)?；诜糯筠D(zhuǎn)發(fā)的協(xié)作通信系統(tǒng)中，中繼節(jié)點(diǎn)對從源節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)直接放大然后轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)。而基于譯碼轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)作通信系統(tǒng)中，中繼節(jié)點(diǎn)對接收到的信號(hào)進(jìn)行判決檢測，然后重新編碼調(diào)制發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)，該編碼方式可以與源節(jié)點(diǎn)的相同，也可以不同。在某些實(shí)際的通信系統(tǒng)中，出于通信安全的考慮，除了通信的目的節(jié)點(diǎn)外，其他的中繼節(jié)點(diǎn)是不允許或不能對源信息進(jìn)行譯碼的。并且，中繼節(jié)點(diǎn)對源信息進(jìn)行譯碼，不僅增加了移動(dòng)終端的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，還有可能造成譯碼錯(cuò)誤的后向傳播，影響通信質(zhì)量。因此，基于放大轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)作通信系統(tǒng)具有更廣泛的適用性與更低的應(yīng)用復(fù)雜度。
在無線通信系統(tǒng)中，大多數(shù)終端都是采用電池供電，尤其是在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的電池是不可更換，不能充電的，因此如何有效的利用電池能量是延長終端待機(jī)時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)生存時(shí)間的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有的功率分配算法，一般分為平均功率分配和自適應(yīng)功率分配。采用平均功率分配時(shí)，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率相等，實(shí)現(xiàn)比較簡單，但是由于算法本身并沒有考慮源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的各異性，沒有充分的利用信道衰落特性，缺乏對系統(tǒng)的自適應(yīng)性，因而極大地降低了系統(tǒng)能量的利用率。而自適應(yīng)功率分配可以根據(jù)信道衰落特性，最優(yōu)化系統(tǒng)的不同性能指標(biāo)，因此，在使得系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量QoS滿足既定條件的情況下，采用自適應(yīng)功率分配可以最大程度的節(jié)省系統(tǒng)能量。因此，自適應(yīng)的功率分配問題就成為協(xié)作通信系統(tǒng)中重要的研究內(nèi)容。然而，現(xiàn)有的許多自適應(yīng)功率分配方法都是基于信道的瞬時(shí)信息的，需要時(shí)刻交換信道信息，重新再分配功率，不僅大大增加了運(yùn)算的復(fù)雜度，加重了網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷，而且降低了功率分配的可實(shí)現(xiàn)性。基于信道統(tǒng)計(jì)信息的自適應(yīng)功率分配算法，只要信道的統(tǒng)計(jì)信息不發(fā)生變化，則不需要重新計(jì)算，減小了運(yùn)算復(fù)雜度和網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷。但是目前還沒有具體針對AF協(xié)作通信系統(tǒng)，利用信道的統(tǒng)計(jì)信息來降低誤符號(hào)率的功率分配方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種AF協(xié)作通信系統(tǒng)中降低誤符號(hào)率的功率分配方法，以利用信道的統(tǒng)計(jì)信息降低誤符號(hào)率的功率分配，在保持消耗功率相等的情況下，能最大程度的降低系統(tǒng)的誤符號(hào)率，提高系統(tǒng)端到端傳輸?shù)目煽啃裕\(yùn)算復(fù)雜度和網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷較低。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種在AF協(xié)作通信系統(tǒng)中，僅知道源到各中繼，各中繼到目的節(jié)點(diǎn)路徑損耗方差的情況下，對中繼節(jié)點(diǎn)間的自適應(yīng)功率進(jìn)行分配，其中系統(tǒng)中的中繼數(shù)為N，可以為任意的正整數(shù)，系統(tǒng)的調(diào)制方式可以為M-PSK或M-QAM，具體步驟如下 (1)在有中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，由中心控制器根據(jù)服務(wù)質(zhì)量QoS的需求、源節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)的位置及工作方式，給源節(jié)點(diǎn)分配中繼節(jié)點(diǎn)；在無中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，由源節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)質(zhì)量QoS的需求、源節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)的位置及工作方式為自己選定中繼節(jié)點(diǎn)； (2)定時(shí)測量源節(jié)點(diǎn)到各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)及各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗的方差，并將這些路徑損耗方差反饋給中心控制器或源節(jié)點(diǎn)；如果在通信的過程中，有任意一條路徑損耗的方差發(fā)生改變及參與協(xié)作的中繼節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)發(fā)生改變，重新測量源節(jié)點(diǎn)到各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)及各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗的方差，并將該路徑損耗方差反饋給中心控制器或源節(jié)點(diǎn)； (3)中心控制器或源節(jié)點(diǎn)根據(jù)所獲得的路徑損耗統(tǒng)計(jì)信息，對各中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率分配，即按照如下公式設(shè)定源端S的發(fā)射功率P0＝δ0P和中繼端Ri的發(fā)射功率 式中，

是源到第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)Ri的路徑損耗方差；

是第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)Ri到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗方差；δ0表示源端S的發(fā)射功率在總功率中所占的比例；δi表示中繼端Ri的發(fā)射功率在功率中所占的比例；源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率滿足功率限制P由信號(hào)發(fā)射端和服務(wù)中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率限制決定； (4)中心控制器或源節(jié)點(diǎn)對分配后的功率信息進(jìn)行廣播； (5)源節(jié)點(diǎn)和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)以分配的功率，按照預(yù)先分配的信道以AF協(xié)作協(xié)議發(fā)送信息。
本發(fā)明步驟(2)所述的統(tǒng)計(jì)信息，包括各條路徑損耗的方差。
本發(fā)明步驟(2)所述的信息反饋，根據(jù)路徑損耗的統(tǒng)計(jì)特性的變化設(shè)定其反饋的頻率；該的路徑損耗的統(tǒng)計(jì)特性的變化，是在通信的過程中，信道本身的變化，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的位置的改變，參與協(xié)作的中繼節(jié)點(diǎn)的改變。
本發(fā)明的功率分配由于是在保持源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)所消耗的總功率相同的條件下使得系統(tǒng)的誤符號(hào)率最低，因此在規(guī)定系統(tǒng)的誤符號(hào)率限制的系統(tǒng)中，采用本發(fā)明的功率分配方法，可以使得系統(tǒng)的誤符號(hào)率在滿足既定的服務(wù)質(zhì)量QoS的條件下，消耗更少的功率；同時(shí)由于本發(fā)明的功率分配公式是基于路徑損耗方差的，故運(yùn)算復(fù)雜度和網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷較低，使有限的無線資源得到了有效的利用。



下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
圖1是本發(fā)明的功率分配流程圖； 圖2是現(xiàn)有多中繼AF協(xié)作通信系統(tǒng)模型； 圖3是本發(fā)明的功率分配仿真圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明采用如圖2所示的多中繼AF協(xié)作通信系統(tǒng)模型。其中S為源節(jié)點(diǎn)，D為目的節(jié)點(diǎn)，共有N個(gè)中繼節(jié)點(diǎn){R1，R2，...，RN}。節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的路徑損耗為hij，其中hij服從均值為0，方差為σij2的復(fù)高斯分布。信道噪聲為均值為0，方差為N0的加性高斯白噪聲，所有節(jié)點(diǎn)的接收信號(hào)的噪聲均相等。所有節(jié)點(diǎn)采用QPSK調(diào)制方式，多址方式為TDMA。
參照圖1，本發(fā)明的具體步驟如下 步驟1，分配中繼節(jié)點(diǎn)。
在有中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，中心控制器根據(jù)源節(jié)點(diǎn)所處的位置、其他節(jié)點(diǎn)的工作方式和位置為源節(jié)點(diǎn)分配中繼節(jié)點(diǎn)。在無中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，由源節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)質(zhì)量QoS的需求、源節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)的位置及工作方式為自己選定中繼節(jié)點(diǎn)。
在本實(shí)施例中，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)為有中心控制器的網(wǎng)絡(luò)，中心控制器為源節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)為R1，分配兩個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)為R1和R2，分配三個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)為R1、R2和R3。
步驟2，測量源節(jié)點(diǎn)S到各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑損耗的方差σij2。
通過系統(tǒng)中的測量電路測得的本實(shí)施例中的各條路徑損耗的方差值如表1中所示。
表1各條路徑損耗的方差值
表1中的這些方差就是測量源節(jié)點(diǎn)到各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)及各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗的統(tǒng)計(jì)信息。
在通信的過程中，由于信道方差會(huì)隨著信道環(huán)境、通信節(jié)點(diǎn)的位置及個(gè)數(shù)的改變而發(fā)生改變，因此需要定時(shí)的檢測各條信道路徑損耗方差的變化，根據(jù)路徑損耗方差的變化，即統(tǒng)計(jì)特性的變化設(shè)定其定時(shí)檢測反饋的頻率。檢測后如果沒有發(fā)生改變，則按照原先分配的功率繼續(xù)發(fā)射信息，如果有任意一條信道的路徑損耗方差發(fā)生了變化，則需要重新計(jì)算功率分配信息，如果檢測到參與協(xié)作的節(jié)點(diǎn)退出了協(xié)作，則需要重新計(jì)算功率分配信息。
步驟3，中心控制器根據(jù)所獲得的源到各個(gè)中繼，各個(gè)中繼到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗的方差計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)分配的功率。
1.構(gòu)建在總功率一定的條件下使得誤符號(hào)率最小的功率分配公式δ0和δi。
設(shè)為源節(jié)點(diǎn)S服務(wù)的中繼個(gè)數(shù)為N，源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率為P0，中繼端Ri的發(fā)射功率為
1)在采用M-PSK調(diào)制方式時(shí)，推導(dǎo)可得系統(tǒng)的誤符號(hào)率為 其中， (1)式中的其他符號(hào)如表1中所示； 2)在采用M-QAM調(diào)制方式時(shí)，推導(dǎo)可得系統(tǒng)的誤符號(hào)率為 其中， bQAM＝3/(M-1)； (2)式中的其他符號(hào)如表1中所示； 3)確定接收端的誤符號(hào)率最小的數(shù)學(xué)表達(dá)式 由于公式(1)中的A和公式(2)中的B與系統(tǒng)的功率分配無關(guān)，所以AF協(xié)作通信系統(tǒng)在采用MPSK和MQAM調(diào)制方式時(shí)，使得誤符號(hào)率最小的功率分配是相同的。
設(shè)P0＝δ0P，其中δ0是源節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率在總功率中所占的比例，δ0＞0，δi是中繼節(jié)點(diǎn)Ri發(fā)射功率在總功率中所占的比例，0≤δi＜1。
保持源節(jié)點(diǎn)S和中繼節(jié)點(diǎn)所消耗的總功率在一個(gè)協(xié)作期內(nèi)保持不變，即在保持發(fā)射總功率不變的前提下，對源節(jié)點(diǎn)和各中繼節(jié)點(diǎn)間的功率分配進(jìn)行優(yōu)化，使得接收端的誤符號(hào)率最小的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 4)求解(3)式得到δ0和δi的值為 2.計(jì)算各個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)分配的功率。
1)根據(jù)式(4)和式(5)計(jì)算源節(jié)點(diǎn)S和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的功率。
當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)為R1時(shí)，根據(jù)式(4)和式(5)可求得δ0＝0.8267，δ1＝0.1733，由此可得源節(jié)點(diǎn)S的發(fā)射功率為P0＝0.8267P，中繼節(jié)點(diǎn)R1的發(fā)射功率為 當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)為R1和R2時(shí)，根據(jù)式(4)和式(5)可求得δ0＝0.6362，δ1＝0.1222，δ2＝0.2416，由此可得源節(jié)點(diǎn)S的發(fā)射功率為P0＝0.6362P，中繼節(jié)點(diǎn)R1和R2的發(fā)射功率分別為和 當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)為R1、R2和R3時(shí)，根據(jù)式(4)和式(5)可求得δ0＝0.4883，δ1＝0.0925，δ2＝0.1821，δ3＝0.2372，由此可得源節(jié)點(diǎn)S的發(fā)射功率為P0＝0.4883P，中繼節(jié)點(diǎn)R1、R2和R3的發(fā)射功率分別為 2)確定源節(jié)點(diǎn)S和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的功率 將源節(jié)點(diǎn)S和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的功率與各自的最大發(fā)射功率相比較，如果源節(jié)點(diǎn)S和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的功率小于各自的最大發(fā)射功率，則源節(jié)點(diǎn)S和采用不同的中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)的功率分配結(jié)果分別為 當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)為R1時(shí)，源節(jié)點(diǎn)S的發(fā)射功率為P0＝0.8267P，中繼節(jié)點(diǎn)R1的發(fā)射功率為 當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)為R1和R2時(shí)，源節(jié)點(diǎn)S的發(fā)射功率為P0＝0.6362P，中繼節(jié)點(diǎn)R1和R2的發(fā)射功率分別為和 當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)為R1、R2和R3時(shí)，源節(jié)點(diǎn)S的發(fā)射功率為P0＝0.4883P，中繼節(jié)點(diǎn)R1、R2和R3的發(fā)射功率分別為 如果源節(jié)點(diǎn)或者是中繼節(jié)點(diǎn)所分配的功率高于其最大發(fā)射功率Pmax，則該節(jié)點(diǎn)應(yīng)以最大發(fā)射功率發(fā)射，剩余出來的功率則按照節(jié)點(diǎn)之間的功率之比分配給其他的沒有超過其最大發(fā)射功率限制的節(jié)點(diǎn)。
步驟4，將功率分配信息廣播給源節(jié)點(diǎn)和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)。
中心控制器在確定各個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率分配信息后，將這些信息通過控制信道廣播給源節(jié)點(diǎn)S和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)。
步驟5，源節(jié)點(diǎn)S和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)按照分配的功率以AF協(xié)議與目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
源節(jié)點(diǎn)收到功率分配信息后，在第一個(gè)階段按照分配的功率廣播發(fā)送信息，中繼節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)均接收該信號(hào)，中繼節(jié)點(diǎn)將接收到的信號(hào)乘以放大因子βi為第二階段做準(zhǔn)備，βi取值為

在第二個(gè)階段，各個(gè)協(xié)作的節(jié)點(diǎn)在預(yù)先分配時(shí)隙上轉(zhuǎn)發(fā)放大后的信息。
目的節(jié)點(diǎn)將第一階段收到的源節(jié)點(diǎn)的信息和第二階段收到的各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的信息采用最大比合并，譯碼出源信息。
本發(fā)明的效果可以通過以下仿真進(jìn)一步說明。
本發(fā)明根據(jù)步驟2中給出的各個(gè)參數(shù)值和步驟3中所得的功率分配結(jié)果，總功率P從0dB到30dB時(shí)，仿真了本發(fā)明功率分配方案和平均功率分配方案的多中繼AF協(xié)作系統(tǒng)在采用QPSK調(diào)制方式時(shí)的誤符號(hào)率性能。仿真結(jié)果如圖3所示。
從圖3可以看出，本發(fā)明功率分配方案相對于平均功率分配方案有明顯的優(yōu)勢。在源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的總功率保持不變時(shí)，本發(fā)明功率分配方案可以明顯的降低系統(tǒng)的誤符號(hào)率。當(dāng)限制系統(tǒng)的誤符號(hào)率必須滿足規(guī)定值時(shí)，采用本功率分配方案所需要的總功率明顯的低于平均功率分配方案，因此，節(jié)省了系統(tǒng)功率，提高了資源的利用率 需要指出的是A.本實(shí)施例是在有中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)的，對于在無中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，其實(shí)現(xiàn)過程與有中心控制器的相同，所不同的是中繼點(diǎn)的選擇和功率分配信息的計(jì)算是由源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的。B.雖然本發(fā)明仿真針對的是TDMA系統(tǒng)，但是由于本發(fā)明采用的方法及公式本身具有一定的普遍性，因此當(dāng)應(yīng)用于其他多址方式時(shí)，仍能體現(xiàn)本發(fā)明方案的優(yōu)越性。本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于所述的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種AF協(xié)作通信系統(tǒng)中降低誤符號(hào)率的功率分配方法，包括如下步驟
(1)在有中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，由中心控制器根據(jù)服務(wù)質(zhì)量QoS的需求、源節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)的位置及工作方式，給源節(jié)點(diǎn)分配中繼節(jié)點(diǎn)；在無中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，由源節(jié)點(diǎn)根據(jù)服務(wù)質(zhì)量QoS的需求、源節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)的位置及工作方式為自已選定中繼節(jié)點(diǎn)；
(2)測量源節(jié)點(diǎn)到各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)及各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗的統(tǒng)計(jì)信息，并將該信息反饋給中心控制器或源節(jié)點(diǎn)；
(3)中心控制器或源節(jié)點(diǎn)根據(jù)所獲得的路徑損耗統(tǒng)計(jì)信息，對各協(xié)作節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率分配，即按照如下公式設(shè)定源端S的發(fā)射功率P0＝δ0P和中繼端Ri的發(fā)射功率
式中，N表示系統(tǒng)中的中繼個(gè)數(shù)，為任意的正整數(shù)；
是源到第i個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的路徑損耗方差；
是第i個(gè)中繼到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗方差；δ0表示源端S的發(fā)射功率在總功率中所占的比例；δi表示中繼端Ri的發(fā)射功率在功率中所占的比例；源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率滿足功率限制P由信號(hào)發(fā)射端和服務(wù)中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率限制決定；
(4)中心控制器或源節(jié)點(diǎn)對分配后的功率信息進(jìn)行廣播；
(5)源節(jié)點(diǎn)和各個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)以分配的功率，按照預(yù)先分配的信道以AF協(xié)作協(xié)議發(fā)送信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2)所述的統(tǒng)計(jì)信息，包括各條路徑損耗的方差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(2)所述的信息反饋，根據(jù)路徑損耗的統(tǒng)計(jì)特性的變化設(shè)定其反饋的頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述的路徑損耗的統(tǒng)計(jì)特性的變化，是在通信的過程中，信道本身的變化，源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)的位置的改變，參與協(xié)作的中繼節(jié)點(diǎn)的改變。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種AF協(xié)作通信系統(tǒng)中降低誤符號(hào)率的功率分配方法。其步驟為在有中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，由中心控制器根據(jù)服務(wù)質(zhì)量QoS的需求、源節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)的位置及工作方式，給源節(jié)點(diǎn)分配中繼節(jié)點(diǎn)；在無中心控制器的網(wǎng)絡(luò)中，由源節(jié)點(diǎn)選定中繼節(jié)點(diǎn)；定時(shí)檢測源節(jié)點(diǎn)到各中繼節(jié)點(diǎn)，各中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的路徑損耗方差并反饋給系統(tǒng)中的中心控制器或源節(jié)點(diǎn)；中心控制器或源節(jié)點(diǎn)對各節(jié)點(diǎn)按照功率分配公式進(jìn)行功率分配，并廣播功率分配信息；所有節(jié)點(diǎn)以分配到的功率，按照預(yù)先分配的信道以AF協(xié)作協(xié)議向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。本發(fā)明具有降低AF協(xié)作通信系統(tǒng)的誤符號(hào)率，計(jì)算復(fù)雜度及網(wǎng)絡(luò)信令負(fù)荷較低的優(yōu)點(diǎn)，可用于對通信網(wǎng)絡(luò)終端的功率分配。
文檔編號(hào)H04B7/04GK101404530SQ20081023182
公開日2009年4月8日 申請日期2008年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月21日
發(fā)明者南 張, 葛建華, 靖 李, 勇 王, 宮豐奎, 明 高 申請人:西安電子科技大學(xué)