[發明專利]一種認知車聯網協作通信系統的功率分配方法及系統

有效

• 申請號: 201810190828.6
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108430110B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 季彥呈;董丹鳳;胡晶晶;章國安;朱曉軍;曹娟;段瑋;金麗
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08;H04W72/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種認知車聯網協作通信系統的功率分配方法，其特征在于，所述功率分配方法包括如下步驟：

建立認知系統模型，所述認知系統模型包括源節點、中繼節點和目的節點；

計算所述認知系統模型中各個節點之間的信道衰落系數，獲得第一信道衰落系數；所述第一信道衰落系數包括源節點和目的節點之間的信道衰落系數、源節點和中繼節點之間的信道衰落系數和目的節點和中繼節點之間的信道衰落系數；

計算所述認知系統模型中源節點與主通信系統中各相關主節點之間的信道衰落系數和中繼節點與主通信系統中各相關主節點之間的信道衰落系數，獲得第二信道衰落系數；所述第二信道衰落系數包括源節點和第一主節點之間的信道衰落系數、源節點和第二主節點之間的信道衰落系數、中繼節點和第一主節點之間的信道衰落系數和中繼節點和第二主節點之間的信道衰落系數；

根據所述第一信道衰落系數，計算源節點的發送信號對應的接收信號的信噪比；所述接收信號的信噪比為DF協議下中繼節點的接收信號的信噪比和目的節點的接收信號的信噪比或AF協議下源節點的發送信號對應的目的節點的接收信號的信噪比；

根據所述接收信號的信噪比，建立包含功率分配因子的中斷概率模型；所述包含功率分配因子的中斷概率模型為DF協議下的包括功率分配因子的中斷概率模型或AF協議下的包括功率分配因子的中斷概率模型；

根據所述接收信號的信噪比，建立DF協議下的包括功率分配因子的中斷概率模型，具體包括：根據DF協議下中繼節點的接收信號的信噪比和目的節點的接收信號的信噪比，計算DF協議下的包括功率分配因子的中斷概率模型為：

P_out,DF＝Pr(γ_R＞g(r))Pr(γ_D1＜g(r))

+Pr(γ_R＜g(r))Pr(γ_D2＜g(r))

＝Pr(α|h₁|²＞g(r)γ^-1)Pr(α|h₀|²+β|h₂|²＜g(r)γ^-1)

+Pr(α|h₁|²＜g(r)γ^-1)Pr(α|h₀|²＜g(r)γ^-1)

其中，g(r)＝2^2r-1，r表示數據傳輸速率；γ_R為中繼節點接收信號的信噪比，γ_D1為第一信噪比，γ_D2為第二信噪比，α為源節點發送至中繼節點的信號的功率分配因子，β表示中繼節點發送至目的節點的信號的功率分配因子，h₁為源節點和中繼節點之間的信道衰落系數，h₀表示源節點和目的節點之間的信道衰落系數，h₂表示目的節點和中繼節點之間的信道衰落系數；γ＝P/N₀，P為總功率，N₀表示所有加性高斯白噪聲的方差；

根據所述接收信號的信噪比，建立AF協議下的包括功率分配因子的中斷概率模型，具體包括：根據AF協議下目的節點的接收信號的信噪比，計算AF協議下的包括功率分配因子的中斷概率模型為：

計算包含功率分配因子的中斷概率模型的概率值最小時對應的功率分配因子的值，作為初始功率分配因子；

根據所述第二信道衰落系數，計算所述認知系統模型在信號傳輸過程中對主通信系統中的各主節點產生的干擾信號功率；

根據所述干擾信號功率和預設的功率閾值，利用公式和確定限制功率分配因子α₀和β₀；其中,P_c為預設的功率閾值，h_S1為源節點和第一主節點之間的信道衰落系數，h_S2為源節點和第二主節點之間的信道衰落系數；h_R1為中繼節點和第一主節點之間的信道衰落系數；h_R2為中繼節點和第二主節點之間的信道衰落系數；

根據所述初始功率分配因子和所述限制功率分配因子確定最優功率分配因子；具體包括：

在DF協議下，利用公式和確定最優功率分配因子和

在AF協議下，利用公式和確定最優功率分配因子和

其中，和分別為在DF協議下的初始功率分配因子和在AF協議下的初始功率分配因子；d_SD表示源節點和目的節點之間的距離，d_SR表示源節點和中繼節點之間的距離，d_RD表示中繼節點和目的節點之間的距離；

根據所述最優功率分配因子分配認知車聯網協作通信系統的功率。