[發明專利]編碼協作通信中降低中斷率的功率優化分配方法

無效

• 申請號: 200810231823.X
• 申請日: 2008-10-21
• 公開（公告）號: CN101394253A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 韓春雷;葛建華;王勇;宮豐奎;李靖;高明;張南
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/06;H04L25/02;H04B7/005
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心
• 代理人: 王品華;黎漢華

技術領域

本發明涉及無線通信領域中的功率分配方法，具體涉及一種編碼協作通信中降低中斷率的功率分配方法，用于編碼協作通信系統。

背景技術

未來的無線通信系統需要更多的提供高速率的多媒體業務和數據業務，因此就需要采用新技術來提高信息傳輸速率。無線通信中的多徑衰落是影響通信傳輸速率和可靠性的重要因素，如何解決多徑效應帶來的影響成為提高通信質量的關鍵。雖然多輸入多輸出MIMO技術能夠使系統的性能得到提升，但是由于移動終端體積和成本的限制，在其上安裝多個天線就變的非常困難，這就限制了MIMO技術的應用。因此人們提出了協作分集技術，即在多用戶環境下，每個單天線用戶在發送自己信息的同時也為自己的協作伙伴發送信息，這樣就形成了虛擬多天線系統。由于協作分集技術具有提供空間分集克服多徑衰落、在給定速率下改善上行鏈路容量并降低中斷率的特點，目前已成為蜂窩網系統、Ad?hoc網絡和傳感器網絡等領域中的研究熱點之一。Laneman等學者在“IEEE?Trans.Information?Theory，2004，50(12)：3062-3080”上發表文章“Cooperativediversity?in?wireless?network：efficient?protocols?and?outage?behavior”分析了放大中繼AF、解碼中繼DF和編碼協作CC等方案。其中，AF方案和DF方案均屬于重復編碼類型的中繼，因此其編碼效率很低，不能獲得較理想的編碼增益。而CC方案首先將協作分集技術與信道編碼技術相結合，可使系統能獲得更高的編碼增益，因此比AF方案和DF方案更具優越性。

2006年Hunter等學者在“IEEE?Trans.on?Wireless?Communications2006，5(2)：283-289”上發表的論文“Diversity?through?Coded?Cooperation”首先提出了CC方案：第一階段，源節點首先對信息進行編碼并將碼字分割成兩部分；然后將其中一部分碼字以廣播形式發送；第二階段，中繼節點對接收到的信息譯碼，若譯碼正確則重新編碼，并將剩余碼字部分發送。但該文獻中并沒有涉及功率分配問題的研究，所提出方案均采用平均功率分配的方法。

功率分配問題一直是通信技術中的研究熱點。在協作通信領域已有很多學者分別從誤碼率和中斷率角度出發，提出了不同的功率優化分配方法。Luo等在“IEEE?TransWireless?Communications，2007，6(3)：793-799”上發表文章“Decode-and-Forwardcooperative?diversity?with?power?allocation?in?wireless?networks”針對多中繼條件下DF方案，研究了發射端已知平均信道增益的條件下，通過最小化中斷率進行功率優化分配的問題。隨后，Li在“IEEE?Trans.Wireless?Communications，2007，6(3)：948-958”上的文章“Distributed?adaptive?power?allocation?for?wireless?relay?networks”給出了AF方案和DF方案單中繼最優功率分配系數和多中繼次優功率分配系數的閉式解。但是目前還沒有針對CC方案的功率分配方法提出，并且Hunter在“IEEE?Trans.Information?Theory，2006，52(2)：375-391”上的文獻“Outage?analysis?ofcoded?cooperation”給出的CC方案中斷率表達式過于復雜，不適合進行功率分配。因此需要尋一種適合功率分配的簡單中斷率表示方式，并根據中斷率最小法則進行功率分配。

發明內容

本發明的目的在于針對目前沒有CC方案下功率分配方案的問題，提出了一種最小化系統中斷率為目標的編碼協作通信中降低中斷率的功率優化分配方法，以降低系統的中斷率，提高通信質量。

為實現上述目的，本發明的技術方案包括如下步驟：

(1)目的節點在收到來自源節點和中繼節點的信息后，分別估計源節點至中繼節點和目的節點以及中繼節點至目的節點的信道統計信息；

(2)目的節點以中斷率最小為目標，根據估計的信道統計信息通過如下功率優化分配系數計算公式計算出功率優化分配系數α_op，即