專利名稱：基于df中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)m-qam方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種協(xié)作通信領(lǐng)域的方法，具體是一種基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法。
背景技術(shù)：
在協(xié)作通信系統(tǒng)中，由于無(wú)線信道的不穩(wěn)定性，根據(jù)信道狀態(tài)的優(yōu)劣調(diào)整信號(hào)的發(fā)射速率及在各節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行功率優(yōu)化分配可以有效地提高系統(tǒng)的吞吐量。已有的自適應(yīng)速率控制及功率分配方案大多需要目的節(jié)點(diǎn)反饋信道瞬時(shí)狀態(tài)信息(CISI =Channelinstantaneous state information),由此帶來(lái)了巨大的系統(tǒng)開銷。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，相關(guān)文獻(xiàn)如下I. Mesbah W 和 Davidson T N 在文獻(xiàn) “Joint power and resource allocationfor orthogonal ampIify-and-forward pairwise user cooperation(基于正交放大轉(zhuǎn)發(fā)雙用戶協(xié)作系統(tǒng)中的聯(lián)合功率和資源分配方法)” (IEEE InternationalConference on Acoustics，Speech and Signal Processing，Las Vegas, NV IEEE Press，2008. 3217-3220.)中考慮了基于AF協(xié)議的兩用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中的信道資源和節(jié)點(diǎn)功率的聯(lián)合優(yōu)化分配，并推導(dǎo)出給定信道資源分配時(shí)最佳功率分配的閉式解。但AF協(xié)議要求目的節(jié)點(diǎn)獲得所有的CISI，這大大增加了系統(tǒng)的開銷。2. Zhang Nan,Ge Jian-hua和Gong Feng-kui在文獻(xiàn)“SEP Analysis and OptimalPower Allocation of Multi-Node AmpIify-and-Forward Cooperation Systems (基于放大前傳多中繼系統(tǒng)的誤符號(hào)率分析及最優(yōu)功率分配方案)”(International Conferenceon Wireless Communications,Networking and Mobile Computing，Dalian，2008，1-5)中給出了基于AF協(xié)議多中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)在高SNR下SER的近似解。根據(jù)此近似解，文中提出了節(jié)點(diǎn)間最佳功率分配方案，但是由于該方案基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議，這同樣需要大量的CISI交互信息。3. Nechiporenko T, Kalansuriya P 和 Tellambura C 在文獻(xiàn)“Performance ofOptimum Switching Adaptive M-QAM for AmpIify-and-Forward Relays (基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)作系統(tǒng)最佳門限自適應(yīng) M-QAM 性能)”(IEEE Transaction on Vehicular Technology,2009,58(5) :2258-2268)中提出了單源單宿多中繼的AF協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中基于CISI的自適應(yīng)QAM調(diào)制方案，來(lái)進(jìn)行自適應(yīng)速率傳輸。但是該方法同樣是基于大量CISI條件提出的。4. Su W，Sadek A K 和 Liu K J R 在文獻(xiàn)” Cooperative Communications inWireless Networks Performance Analysis and Optimum Power Allocation(無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作通信性能分析與功率優(yōu)化分配)”(Wireless Personal Communications，2008，44(2) :181-217)中介紹了一種DF協(xié)議的單中繼協(xié)作網(wǎng)絡(luò)基于信道統(tǒng)計(jì)狀態(tài)信息(CSSI :Channel statistic state information)的功率分配機(jī)制。該方法雖然避免了 CISI交互的巨大開銷，但是僅僅局限于單中繼節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，基于DF多中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)，提供了一種基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法。本發(fā)明用于多中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作通信網(wǎng)絡(luò)中信息速率控制及功率分配，特別適用于塊衰落通信環(huán)境中，能夠以極小的性能損失來(lái)避免CISI交互所帶來(lái)的巨大開銷。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，包括如下步驟第一步，在目的節(jié)點(diǎn)處利用最大比合并，可得目的節(jié)點(diǎn)在某一中繼狀態(tài)下的接收
信噪比為
權(quán)利要求
1.一種基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步，在目的節(jié)點(diǎn)處利用最大比合并，可得目的節(jié)點(diǎn)在某一中繼狀態(tài)下的接收信噪比為
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述CISI下的誤符號(hào)計(jì)算式為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述CSSI下系統(tǒng)的誤符號(hào)計(jì)算式為
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述CSSI下系統(tǒng)的誤符號(hào)上界的閉式表達(dá)式
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述功率優(yōu)化分配模型為
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述第一步中N = 2，m的取值為3、2、1、0。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述第一步中若中繼節(jié)點(diǎn)i能正確解碼源節(jié)點(diǎn)信息參與協(xié)作，則h = I,否則IDi =O,其中 m = bn · 2n_1+......b2 · 2+b10
8.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述 η = 2，S2sa= S2sj2 = O. 30, δ 2s,d = O. 95，δ 21>d = O. 95, S22,d = 0.99。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于DF中繼協(xié)議的聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM方法，其特征在于，所述第七步中源節(jié)點(diǎn)QAM信號(hào)的大小M取值為4、16、64、256。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聯(lián)合功率分配的自適應(yīng)M-QAM通信方法，包括以下步驟在目的節(jié)點(diǎn)處利用最大比合并，得到目的節(jié)點(diǎn)在某一中繼狀態(tài)下的接收信噪比為γtot|B(m)；根據(jù)M-QAM誤符號(hào)率公式可得B(m)的概率為Pr[B(m)]，進(jìn)而可得CISI下的誤符號(hào)率為SERsys；由節(jié)點(diǎn)間鏈路衰落相互獨(dú)立，得到鏈路接收信噪比的聯(lián)合分布概率密度函數(shù)Pr(γs，d，γs，1，…，γs，n，γ1，d，…，γn，d)；對(duì)CISI下系統(tǒng)SER表達(dá)式求數(shù)學(xué)期望，得到CSSI下系統(tǒng)SER函數(shù)忽略式微小項(xiàng)，得到目的節(jié)點(diǎn)處CSSI下系統(tǒng)SER上界的閉式表達(dá)式以最小化為目標(biāo)，得到功率優(yōu)化模型并用拉格朗日乘子法求得次優(yōu)解；在次優(yōu)功率分配下，源節(jié)點(diǎn)選擇滿足系統(tǒng)誤符號(hào)率要求的最大M-QAM進(jìn)行發(fā)送。
文檔編號(hào)H04W52/46GK102625431SQ20121005896
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者何晨, 蔣鈴鴿, 陳勇 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)