[發明專利]非對稱速率下全雙工雙向中繼系統功率優化方法

有效

• 申請號: 201510324211.5
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN105025565B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 王亞飛;夏斌;楊晨晨;陳智勇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W52/46
• 分類號: H04W52/46
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種非對稱速率下全雙工雙向中繼系統功率優化方法，包括：步驟1：建立全雙工雙向中繼通信系統，初始化功率分配因子；步驟2：測量各個節點的狀態信息，所述狀態信息包括：各個節點接收和發送的功率、各個節點的自干擾信息以及各個節點相互交換數據時的信道系數；步驟3：根據各個節點的狀態信息以及功率分配因子的值判別所述功率分配因子是否需要調整，并按照判別結果調整功率分配因子的值，直到所述全雙工雙向中繼通信系統的總速率和最大；步驟4：按照總速率和最大時的功率分配方案分配功率資源。本發明建立了全雙工模式的中繼協作通信機制，減少了時隙開銷，增大了系統吞吐量和傳輸效率。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體地，涉及非對稱速率下全雙工雙向中繼系統功率優化方法。

背景技術

隨著用戶速率和業務量需求的飛速增長，無線通信系統所需的帶寬不斷增大，對頻譜資源的需求迅速增加，而且下一代無線通信技術5G網絡定位于速度更快，容量更大的無線網絡。數據傳輸速率和容量的提升，面臨著頻譜資源緊缺和頻譜利用效率提升的瓶頸，突破瓶頸限制的關鍵在于引入新型的空口技術。現有的無線通信系統中使用的資源復用技術包括時分復用(Time Division Multiplexing,TDM)，頻分復用(FDM，FrequencyDivision Multiplexing)，例如已投入商業運營的4G蜂窩網絡的兩種主流制式，TDD-LTE和FDD-LTE的上下行復用方式分別是時分和頻分方式。傳統的無線通信理論認為無線通信設備的收發機射頻端在同一個時隙同一個頻段內只能進行發射信號或接收信號的一種工作模式，設備的發射機和接收機占用相同的頻率資源同時進行工作是不可能的。隨著微電子工藝和數字信號處理技術在無線射頻領域的快速發展和進步，新型空口技術已將同時同頻全雙工技術(Co-time Co-frequency Full Duplex,CCFD)作為新的解決頻譜資源匱乏的新技術。

全雙工技術在協作通信系統的應用已成為學術研究的熱點問題，全雙工中繼模型已有大量文獻進行了建模和性能分析，包括全雙工單向中繼系統，全雙工雙向中繼系統等。許多應用場景比如移動用戶通過蜂窩基站或中繼與另一個移動用戶通信，無線局域網(WLAN)中無線上網終端通過無線接入點AP(Access Point)接入互聯網實現與業務服務器或其他接入互聯網的終端等，都可以用經典的三節點模型中繼模型建模分析。

現有技術中已有假設相互交互信息的兩個源節點的發射功率是相同時的優化方案，但是此假設限制性太強，過于理想化，大多數情況下兩個源節點發射功率并不相等，特別是在非對稱數據傳輸速率業務應用中。且假定源節點和中繼節點的發射功率和是一定的，而實際應用中三個節點的功率設置情況往往相關性很小，總功率一定的前提條件過于牽強。源節點和中繼節點都工作于半雙工模式下，頻譜效率不高。或者是僅考慮單雙工工作模型的方案，這種方式需在雙方傳輸速率公平性限制條件下，其中的速率相等的約束條件太過牽強，無法在實際系統中應用。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種非對稱速率下全雙工雙向中繼系統功率優化方法。

根據本發明提供的非對稱速率下全雙工雙向中繼系統功率優化方法，包括如下步驟：

步驟1：建立全雙工雙向中繼通信系統，初始化功率分配因子；

步驟2：測量各個節點的狀態信息，所述狀態信息包括：各個節點接收和發送的功率、各個節點的自干擾信息以及各個節點相互交換數據時的信道系數；

步驟3：根據各個節點的狀態信息以及功率分配因子的值判別所述功率分配因子是否需要調整；

-當需要調整時，按照判別結果調整功率分配因子的值，重復步驟1、步驟2、步驟3；

-當無需調整時，進入步驟4，此時所述全雙工雙向中繼通信系統的總速率和最大；

步驟4：按照總速率和最大時的功率分配方案分配功率資源。