[發明專利]通信中繼終端及其中繼選擇與功率分配的聯合優化方法

有效

• 申請號: 201110354748.8
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102395188A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 龔渝鈞;朱宇
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04W52/34
• 分類號: H04W52/34;H04W52/46;H04B7/14
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種通信中繼終端，及其針對采用模擬網絡編碼的雙向中繼網絡的中繼選擇與功率分配的聯合優化方法，特別涉及一種通信中繼終端及其最小化網絡總功率的方法。

背景技術

雙向中繼通信網絡利用無線信道的廣播特性，并且借助于中繼的轉發，可以大大地提高傳輸速率，減小誤碼率，降低復雜度，擴大覆蓋范圍，尤其是可以改善頻譜利用率。所以中繼無線通信網絡已經成為無線通信領域的重要課題。采用模擬網絡編碼的雙向中繼網絡，由于具有傳輸協議簡單又容易實現，且具有良好的傳輸效果，受到人們的極大關注。

為了進一步提高系統的性能，多個中繼出現在了中繼通信中，因而相應地出現了各種各樣的中繼選擇技術。在中繼網絡中，通常在兩個端節點之間存在多個中繼節點，選擇不同的中繼個數會影響到系統性能和實現復雜度。由于選擇多個中繼節點的策略將會提高對節點間同步精度的要求以及增加信令開銷，所以選擇單個中繼節點成為了較為折中的方案。

并且，通過有效地功率分配，可以進一步提高系統的性能。在許多情況下，中繼通信網絡需要在給定的服務質量（quality?of?service,?QoS）下最小化網絡總功率，因為該功率分配方案對于在ad?hoc網絡、傳感網絡等這一類網絡中降低電池損耗、延長網絡壽命等具有較高的現實意義。

因此，將中繼選擇和功率分配相結合成為了新的研究課題，不同的中繼選擇和功率分配聯合優化策略可以不同程度地提高系統性能。

發明內容

本發明的目的是為了解決這樣一類問題，即在存在多個中繼的采用模擬網絡編碼的網絡中，根據網絡所需的服務質量（QoS），選擇單個最優中繼并對發射節點與參與合作的中繼節點進行最優功率分配，以實現最小化網絡總功率。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：提供一種通信中繼終端，且該終端建立了一種針對采用模擬網絡編碼的雙向中繼網絡的中繼選擇與功率分配的聯合優化策略，可以使得在滿足一定服務質量的前提下，中繼網絡的總功率達到最小。

本發明提供的通信中繼終端，包括一用于發送信號的信號發送器和一用于接收信號的信號接收器；還包括：

一信道評估器，用于評估第一節點和中繼節點間與第二節點和中繼節點間的信道瞬時道信息；

一參數設置器，用于設置第一節點和第二節點所需要的服務質量參數；

一中繼選擇器，用于根據所述信道評估器評估的瞬時信道信息以及所述參數設置器所需要的服務質量參數，選擇一個最優中繼節點；

一功率分配器，用于根據所述信道信息、所需的服務質量參數以及所述已選擇的最優中繼節點，計算所述第一節點的優化發送功率值、所述第二節點的優化發送功率值和所述最優中繼節點的優化發送功率值，并將所述優化發送功率值分別發送給所述第一節點、第二節點和所述最優中繼節點。

較佳地，根據所述信道評估器評估出的瞬時信道信息和所述參數設置器所設第一節點和第二節點的服務質量參數????????????????????????????????????????????????和，選擇一個最優通信中繼節點，其選擇準則為：

，

其中和分別為第個中繼和第一節點，與第個中繼和第二節點間的信道瞬時信息；且根據慣例，服務質量參數和為第一節點和第二節點的接受信噪比。

較佳地，根據所述信道信息、第一節點和第二節點所需的服務質量參數和以及所述已選擇的最優中繼節點，對網絡節點進行功率分配，計算得所述第一節點的優化發送功率值、所述第二節點的優化發送功率值、所述最優中繼節點的優化發送功率值以及整個網絡的優化發送功率值，依次為：

，

，

，

；

較佳地，所述通信中繼終端采用模擬網絡編碼。

較佳地，所述已選中繼和第一節點，已選中繼和第二節點間的信道瞬時信息為瑞利分布。

本發明提出的針對雙向中繼網絡的中繼選擇與功率分配的聯合優化方法，具體步驟為：

步驟S01，所述信道評估器根據信號接收器評估所述發射節點與接收節點和中繼節點間的信道信息，然后進入步驟S02；

步驟S02，所述參數設置器設置所需要的服務質量參數，然后進入步驟S03；

步驟S03，根據所述信道評估器評估的瞬時信道信息以及所述參數設置器所需要的服務質量參數，選擇一個最優中繼節點，然后進入步驟S04；