改進(jìn)型協(xié)作ofdm傳輸機(jī)制下的功率分配方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種改進(jìn)型協(xié)作OFDM傳輸機(jī)制下的功率分配方法，源端利用無(wú)線信道在子載波n=1，…，N上廣播導(dǎo)頻序列，中繼和目的分別估計(jì)其與源之間信道的系數(shù)hn和ln；中繼在每子載波向目的端發(fā)送導(dǎo)頻，同時(shí)將估計(jì)的hn發(fā)給目的；目的端估計(jì)其與中繼間的信道系數(shù)gn，根據(jù)本發(fā)明的公式搜索得到源和中繼在各子載波的發(fā)送功率和；并根據(jù)信道質(zhì)量確定ηn，然后通過(guò)反饋信道將優(yōu)化后的功率及ηn反饋給源和中繼；有用信號(hào)開(kāi)始傳輸，源端在子載波n=1，…，N以功率廣播數(shù)據(jù)；中繼檢驗(yàn)ηn，若ηn=1，則對(duì)接收自每子載波n的信息歸一化并在相同子載波以功率轉(zhuǎn)發(fā)給目的；同時(shí)，源檢驗(yàn)ηn，若ηn=0，則以功率在子載波n廣播新的數(shù)據(jù)；目的端對(duì)兩時(shí)隙內(nèi)在ηn=1的子載波上接收的信息MRC，并分別解調(diào)各子載波上的信息。
【專(zhuān)利說(shuō)明】改進(jìn)型協(xié)作OFDM傳輸機(jī)制下的功率分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種對(duì)傳統(tǒng)協(xié)作OFDM傳輸機(jī)制的改進(jìn)以及改進(jìn)機(jī)制的功率優(yōu)化。
【背景技術(shù)】:
[0002]協(xié)作傳輸技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，其基本思想是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的各單天線用戶通過(guò)彼此共享天線而獲得空間分集。放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)作為協(xié)作傳輸?shù)幕痉椒?，由于不需要?duì)接收信息進(jìn)行檢測(cè)和譯碼，能縮短信息處理的時(shí)延并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，已受到廣泛關(guān)注。信道容量與功率分配是協(xié)作傳輸面臨的最基本問(wèn)題。眾所周知，由于中繼節(jié)點(diǎn)的半雙工特性，協(xié)作傳輸系統(tǒng)的容量會(huì)比直接傳輸下降一半。另外，研究表明，根據(jù)無(wú)線信道條件將有限的發(fā)送功率優(yōu)化后分配給參與通信的各節(jié)點(diǎn)，可以提升協(xié)作傳輸系統(tǒng)的性能。
[0003]如圖1所示，為傳統(tǒng)的協(xié)作正交頻分復(fù)用(OFDM)傳輸機(jī)制模型，源節(jié)點(diǎn)S通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)R的協(xié)作與目的節(jié)點(diǎn)D通信，中繼采用AF協(xié)議并工作在半雙工模式。每跳的信道都由N個(gè)近似平坦衰落的子信道組成。每子載波從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的信息傳輸均經(jīng)歷兩個(gè)時(shí)隙。時(shí)隙1，源節(jié)點(diǎn)S在子載波n=l，…，N以功率Ptl廣播信息；時(shí)隙2，中繼R對(duì)接收自子載波η的信息歸一化并在相同子載波以相同功率轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)。令hn~CN(0，oh)，ln~CN (O, σ O與gn~CN (0，σ g)分別表示鏈路S — R，S — D及鏈路R — D在子載波η的循環(huán)對(duì)稱(chēng)復(fù)高斯信道系數(shù)。不失一般性，假定各子載波上的加性高斯白噪聲(AWGN)相互獨(dú)立并令功率譜密度均為凡。目的節(jié)點(diǎn)對(duì)各子載波上的接收信息最大比值合并(MRC)。假定循環(huán)前綴技術(shù)可以完美的工作，則OFDM系統(tǒng)可以看作各子載波相互獨(dú)立的單載波系統(tǒng)。時(shí)隙I中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)在子載波η接收到的信號(hào)分別表示為
[0004]
【權(quán)利要求】
1.改進(jìn)型協(xié)作OFDM傳輸機(jī)制下的功率分配方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，源節(jié)點(diǎn)利用無(wú)線信道在子載波n=l，...，N上分別向中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)廣播導(dǎo)頻序列，中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)在接收到導(dǎo)頻序列后分別估計(jì)其與源節(jié)點(diǎn)之間信道的系數(shù)hn和系數(shù)In ； 步驟二，中繼節(jié)點(diǎn)在每子載波上分別向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送導(dǎo)頻序列，與此同時(shí)，將其估計(jì)得到的系數(shù)匕發(fā)送給目的節(jié)點(diǎn)； 步驟三，目的節(jié)點(diǎn)估計(jì)其與中繼節(jié)點(diǎn)間的信道系數(shù)gn，根據(jù)功率優(yōu)化公式搜索得到源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)在各子載波的發(fā)送功率it和功率5并根據(jù)信道系數(shù)gn與信道系數(shù)In的關(guān)系得到Hn，然后通過(guò)反饋信道將優(yōu)化后的功率及！1?分別反饋給源和中繼； 步驟四，有用信號(hào)開(kāi)始傳輸，源節(jié)點(diǎn)在子載波η=1，…，N以功率匕廣播數(shù)據(jù)； 步驟五，中繼節(jié)點(diǎn)接收到源節(jié)點(diǎn)在每子載波發(fā)送的有用信息后，檢驗(yàn)Hn，若Πη=1，則對(duì)接收自子載波η的信息歸一化并在相同子載波以功率轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)；與此同時(shí)，源節(jié)點(diǎn)檢驗(yàn)Hn，若Πη=0，則以功率/I在子載波η廣播新的數(shù)據(jù)； 步驟六，目的節(jié)點(diǎn)對(duì)于兩個(gè)時(shí)隙內(nèi)在Hn=I的子載波上接收到的信息進(jìn)行最大比值合并，并分別對(duì)各子載波上接收到的信息進(jìn)行解調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型協(xié)作OFDM傳輸機(jī)制下的功率分配方法，其特征在于:所述步驟三中的nne {0,1}表示子載波η是否選擇中繼節(jié)點(diǎn)的協(xié)助，若Jln=O表示子載波η不選擇中繼節(jié)點(diǎn)的協(xié)助而是由源節(jié)點(diǎn)以相同功率在相同子載波發(fā)送新的數(shù)據(jù)，ηη=1表示子載波η選擇中繼節(jié)點(diǎn)來(lái)幫助源節(jié)點(diǎn)完成傳輸；ηη與信道系數(shù)的關(guān)系為:若Υη〈βη，則ηη=ι;否則ηη=0，這里i3n=|gn|2/N0，Yn= IInI2/n0，N0為各鏈路的噪聲方差。
3.如權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型協(xié)作OFDM傳輸機(jī)制下的功率分配方法，其特征在于:所述步驟三中的功率優(yōu)化公式為:若
4.如權(quán)利要求3所述的改進(jìn)型協(xié)作OFDM傳輸機(jī)制下的功率分配方法，其特征在于:本發(fā)明進(jìn)行功率優(yōu)化的優(yōu)化問(wèn)題為總功率約束條件下系統(tǒng)容量的最大化，描述為
【文檔編號(hào)】H04W52/24GK103929393SQ201410129422
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】龐立華, 張陽(yáng), 馬延軍, 王靜, 吳延海 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)