[發明專利]基于非完美信道狀態信息的中繼功率分配方法

在審

• 申請號: 201511016522.1
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN106921467A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 郭坤祺;蔡銳銳
• 申請（專利權）人: 鎮江坤泉電子科技有限公司
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04W52/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了基于非完美信道狀態信息的中繼功率分配方法。

背景技術

無線通信系統的性能很大程度上受到信道狀態的影響，信道狀態信息(CSI)是通信模型的信道容量，信噪比、數據速率、中繼選擇和最大發送功率等性能指標的一個重要參數，也是通信網絡正確譯碼信號的重要參數，通常信道狀態信息的獲取方法是根據接收端的數據對信道狀態進行估計，完美CSI是指對信道狀態的估計值等于實際的信道增益值，并不存在任何估計誤差，然而，在實際的無線通信環境中，由于量化誤差、反饋時延、信道干擾等因素，不可能得到完美信道狀態信息，源節點一般選擇CSI較好的中繼節點進行數據轉發。因此分析非完美CSI對雙向協作網絡的中繼選擇的影響十分重要，為了在非完美CSI雙向協作網絡中選擇合適的中繼節點，提高網絡的頻譜利用率，由于非完美CSI下源節點在交互信息時并不能完全消除自干擾，會把自身不能消除的自干擾當作噪聲處理，源節點接收到的信號受到源節點到中繼節點和中繼節點到源節點這兩條鏈路信道估計誤差的共同影響。針對非完美CSI，需要引入信道估計，分析信道估計對系統性能的影響。

針對不同的場景和不同的網絡環境，現有的功率分配算法在能量消耗、提升系統性能和算法效率方面各有優劣。然而，這些功率分配機制僅能很好的應用于單向協作網絡，且大多只討論了基于完美CSI的簡單場景，想將這些功率分配機制應用于非完美雙向中繼協作網絡是一個研究難點，總的來說，功率分配機制往往需要建模為一個優化問題，而優化目標則為最大化通信系統性能，如最大化傳輸速率，最大化信噪比等，非完美CSI雙向協作網絡的功率分配機制，充分考慮 了信道狀態信息的非完美性質，具有一定的現實意義。

發明內容

本發明為了解決現有技術的針對雙向中繼協作通信系統的中繼選擇與功率分配方案在提高網絡吞吐量、傳輸可靠性等方面的不足的問題，提供了針對雙向協作網絡模型設計了新的中繼選擇與功率分配方法，基于非完美CSI的雙向協作網絡的中繼選擇機制，為了避免單向中繼所造成的頻譜損耗，雙向中繼應運而生的基于非完美信道狀態信息的中繼功率分配方法。

本發明的具體方案：基于非完美信道狀態信息的中繼功率分配方法，所述方法包括六個步驟：第一步，進行協作通信；第二步，協作通信完成后，進行最大比合并分集機制的操作；第三步，進行虛擬網絡編碼；第四步，在虛擬網絡編碼完成后，進行雙向協作網絡的操作；第五步，接收信道狀態信息；第六步，在信道狀態信息完成后，進行信道估計技術的操作。

作為本發明進一步限制地，所述虛擬網絡編碼為基于放大轉發的虛擬網絡編碼。

作為本發明進一步限制地，所述信道狀態信息為非完美信道狀態信息。

作為本發明進一步限制地，所述信道估計技術為基于最小均方差的信道估計技術。

本發明的有益技術效果：本發明的基于非完美信道狀態信息的中繼功率分配方法，提升系統容量，提高寬帶利用率，保證消息傳輸的可靠性：采用不對稱的調制策略可以使信道質量較好的采用低階調制方，而較差的就采用高階調制，不僅保證了系統可靠性，同時也可以提高有效性。

附圖說明

圖1是本發明實施例的基于非完美信道狀態信息的中繼功率分配方法的系 統及流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明。

如圖1所示，本發明實施例的基于非完美信道狀態信息的中繼功率分配方法，所述方法包括六個步驟：第一步，進行協作通信；第二步，協作通信完成后，進行最大比合并分集機制的操作；第三步，進行虛擬網絡編碼；所述虛擬網絡編碼為基于放大轉發的虛擬網絡編碼。第四步，在虛擬網絡編碼完成后，進行雙向協作網絡的操作；第五步，接收信道狀態信息；所述信道狀態信息為非完美信道狀態信息。第六步，在信道狀態信息完成后，進行信道估計技術的操作。所述信道估計技術為基于最小均方差的信道估計技術。

進一步地，基于雙向協作網絡中繼選擇的研究，在我國國內尚處于起步階段，由于實際的中繼協作系統中，通信節點不可能獲得準確的信道狀態信道，考慮到非完美CSI對系統性能的影響，引入信道估計技術，并將考慮信道估計誤差對系統性能的影響，此外，使用端到端信噪比、中斷概率以及誤碼率等性能指標對雙向中繼系統的性能進行分析。

基于ANC的雙向協作網絡功率分配，雙向中繼協作網絡可以提高系統的頻譜效率，基于ANC的雙向協作網絡，計算基于ANC的可實現速率，功率分配算法的設計思路以系統速率作為性能指標，提出速率最優功率分配。