[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

本發明公開了一種認知車聯網協作通信系統的功率分配方法及系統。所述方法包括：首先，建立認知系統模型，獲得第一信道衰落系數和第二信道衰落系數；然后，根據第一信道衰落系數，建立包含功率分配因子的中斷概率模型，并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；根據第二信道衰落系數，計算源節點的發送信號對主通信系統中的各節點產生的干擾信號功率，并確定限制功率分配因子；最后根據初始功率分配因子和限制功率分配因子確定最優功率分配因子；根據最優功率分配因子分配認知車聯網協作通信系統的功率，并根據最優功率系數實現了功率的分配，提高了通信系統的性能。

技術領域

本發明涉及車聯網領域，特別涉及一種認知車聯網協作通信系統的功率分配方法及系統。

背景技術

當今的城市交通，特別在交通擁堵或發生車輛事故時，會產生高密度交通信息的傳輸。車聯網是車輛作為傳輸節點的移動自組網，5.9GHz的帶寬已被分配到世界范圍內的車輛專用網絡上，然而，在車聯網中頻譜資源依然匱乏。隨著對頻譜需求的不斷增長，認知無線電技術作為一種提高頻譜利用率的手段，在車聯網中得到了發展。為了進一步提高移動通信系統的性能，通常就像MIMO系統一樣需要在系統發射端或接收端上安裝多根天線來實現分集。然而，在車聯網中，由于大小、復雜性、成本或其他限制，移動終端無法支持多個物理天線。協作通信越來越受到了人們的關注，它允許單個天線在多用戶環境中生成一個虛擬的MIMO陣列，從而實現了MIMO技術的小型化。一個基本的協作通信系統由源節點、中繼、目的節點三個節點組成，其中繼節點協助源節點將信號轉發到目的節點。另外，協作通信已被證明可以有效提高無線系統的可靠性、覆蓋面和吞吐量，并且能在衰落環境中獲得更高的分集增益。通過聯合協作中繼技術，認知無線網絡可以利用更多的頻譜機會來實現更高的頻譜效率。

車聯網是為支持車輛對車輛(V2V)和車輛-基礎設施(V2I)使用無線局域網技術通信的可行環境而建立的。在實際的車輛移動環境中，每個車輛都可以被認為是一個移動終端，在與基站通信的同時也可以幫助其他車輛發送信息。中繼采用協作分集協議中的解碼-轉發(DF)和放大-轉發(AF)等通用技術來幫助源-目的節點的通信。在AF技術中，中繼只在轉發信號之前放大接收信號，最容易實現，但同時也放大了噪聲。AF技術不需要進行解碼或量化操作，降低了計算的復雜度。在DF技術中，中繼接收來自源節點的數據，解碼，再編碼，最后再傳輸，消除了接收到的信號中所摻雜的噪聲。迄今為止的實驗已經證明，在低信噪比的條件下，AF協議的性能要優于DF協議，但是當信噪比較高時，DF協議的性能要優于AF協議。如何實現AF協議或DF協議下發送信號的功率的分配，實現最優功率的傳輸，成為目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種認知車聯網協作通信系統的功率分配方法及系統，為了實現AF協議或DF協議下發送信號的功率的分配，實現最優功率的傳輸。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

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；

計算所述認知車聯網系統通信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；

計算通信系統模型中各個節點與主通信系統中各主節點之間的信道衰落系數，獲得第二信道衰落系數；

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系數的中斷概率模型；