[發(fā)明專利]HARQ-IR在相關萊斯衰落場景下的吞吐量最大化設計方法

有效

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• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108631965B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 施政;楊光華;陳繼桐;馬少丹;屈挺
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: H04L1/18
• 分類號: H04L1/18;H04L1/00;H04B17/391;H04B17/382;H04B17/336
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.一種HARQ-IR在相關萊斯衰落場景下的吞吐量最大化設計方法，其特征在于，所述的方法包括下列步驟：

S1、根據信道狀態(tài)信息的統計特征推導趨近性中斷概率，包括：

S101、構建HARQ信號傳輸模型，根據HARQ-IR機制，每個原始信息消息首先被編碼為一個長碼字，然后被均分割成K個子碼字，其中K表示最大可允許傳輸次數，滿足塊衰落條件下，第k個子碼字x_k的所有符號在傳輸中遭受相同衰落，第k輪所接收到的信號y_k為：

y_k＝h_kx_k+n_k，

其中，h_k表示信道響應，n_k表示復加性高斯白噪聲，且具有零均值和協方差矩陣即

S102、構建相關萊斯衰落信道模型，h_K＝(h₁,...h_K)表示相關萊斯衰落信道響應向量，h_K服從期望向量和協方差矩陣為h_L,K＝(h_L,1,...,h_L,K)和

C_K＝E((h_K-h_L,K)(h_K-h_L,K)^H)＝E(h_Kh_K^H)的多變量圓對稱正態(tài)分布，其中h_L,K表示直視路徑分量；

S103、趨近性中斷概率計算，當信噪比趨于無窮大時，即經過K次傳輸后中斷概率漸進表達式表示為：

其中，P_k表示第k次傳輸的信號發(fā)送功率，R為預定的信號傳輸速率，

S2、構建吞吐量最大化的優(yōu)化問題并求解；

在相關萊斯衰落場景下最大化HARQ-IR的吞吐量方案中，衡量單次HARQ傳輸的吞吐量的性能指標是有效吞吐量T_g＝R(1-p_out,K)，此外，在最大化吞吐量的同時，需要對最大平均發(fā)送功率進行約束以保障能量效率，通過優(yōu)化發(fā)送功率和傳輸速率來實現吞吐量最大化，優(yōu)化問題構建成：

P₁,…,P_K≥0

R≥0

式中p_out,k表示經過k次傳輸后的系統中斷概率，P_T表示平均發(fā)送功率最大閾值，將吞吐量最大化問題依次分解成最佳功率分配與最優(yōu)速率選擇，求解步驟如下：

S201、最佳功率分配，在給定固定傳輸速率R，發(fā)送功率P₁,…,P_K的優(yōu)化重新表述為如下的最小化約束問題：

P₁,…,P_K≥0

將步驟S1中獲得的中斷概率漸近表達式代入到上述優(yōu)化問題中，最優(yōu)發(fā)送功率表示成：

S202、最優(yōu)速率選擇，確定最佳發(fā)送功率之后，最佳發(fā)送功率均表示成傳輸速率函數，因此將最佳發(fā)送功率帶入原始優(yōu)化問題中，最后優(yōu)化問題蛻變成最優(yōu)速率選擇，即：

s.t.R≥0

其中，利用一維窮搜索求解最優(yōu)傳輸速率；

S203、最優(yōu)速率近似閉合求解，利用T_g的上下界來降低最優(yōu)傳輸速率的計算復雜度，具體如下：

S2031、將吞吐量T_g替換為上/下界T_a(R)，當a＝L表示吞吐量下界，a＝R表示吞吐量上界，即

其中，

S2032、利用吞吐量上下界，將原始最優(yōu)化問題縮放成：

S2033、吞吐量上下界所對應的最優(yōu)傳輸速率為ψ_a(R)的零點，即其中，

S3、實際傳輸方案合理選擇；

根據最佳發(fā)送功率和最優(yōu)傳輸速率表達式，合理選擇編解碼方案和自適應選擇調制技術。

2.根據權利要求1所述的HARQ-IR在相關萊斯衰落場景下的吞吐量最大化設計方法，其特征在于，所述的步驟S203中所推導的有效吞吐量上下界是根據不等式所獲得。