[發(fā)明專利]一種接收端全雙工協(xié)同傳輸策略及功率分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811346111.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN109511161B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃川;王丹;黃堅(jiān)豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W52/26
• 分類號(hào): H04W52/26;H04W72/04;H04B1/525
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種接收端全雙工協(xié)同傳輸策略及功率分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

在當(dāng)前時(shí)隙，兩個(gè)發(fā)送端均發(fā)送當(dāng)前時(shí)隙的信號(hào)給兩個(gè)接收端，兩個(gè)接收端各自接收來自兩個(gè)發(fā)送端的信號(hào)，且兩個(gè)發(fā)送端和兩個(gè)接收端都工作在同一頻率；

在當(dāng)前時(shí)隙，兩個(gè)接收端各自接收信號(hào)；各接收端采用前向解碼的方式，聯(lián)合經(jīng)過自干擾消除后的在當(dāng)前時(shí)隙和在上一時(shí)隙的接收信號(hào)用于解碼上一時(shí)隙來自發(fā)送端的信號(hào)；當(dāng)解碼完成后，從接收端當(dāng)前時(shí)隙的接收信號(hào)中減去上一時(shí)隙來自發(fā)送端的信號(hào)以完成干擾消除，完成干擾消除的當(dāng)前時(shí)隙的接收信號(hào)作為下一時(shí)隙向另一個(gè)接收端的待轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)；最后將在上一時(shí)隙中完成干擾消除的接收信號(hào)經(jīng)放大后轉(zhuǎn)發(fā)至另一個(gè)接收端，接收端的發(fā)送與接收都工作在同一頻率；

發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)與接收端的發(fā)送參數(shù)通過以下方式設(shè)置：

確定兩個(gè)發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)以及兩個(gè)接收端的發(fā)送參數(shù)的定義域；

根據(jù)兩個(gè)發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)以及兩個(gè)接收端的發(fā)送參數(shù)的定義域從而確定發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)在指數(shù)函數(shù)上的定義域以及接收端的發(fā)送參數(shù)映射在指數(shù)函數(shù)上的定義域；

在定義域內(nèi)，以固定一個(gè)發(fā)送端的速率并最大化另一個(gè)發(fā)送端的速率，通過將求發(fā)送端速率最大化的非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化成凸優(yōu)化問題求解得到發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)在指數(shù)函數(shù)上的值以及接收端的發(fā)送參數(shù)映射在指數(shù)函數(shù)上的值的最優(yōu)解所對(duì)應(yīng)的發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)與接收端的發(fā)送參數(shù)即可得到最優(yōu)的功率分配。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，兩個(gè)發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)的定義域?yàn)椋?/p>

其中，k表示發(fā)送端序號(hào)，P_k表示第k發(fā)送端能夠提供的最大發(fā)送功率，p_k表示第k發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)；

對(duì)于接收端的發(fā)送參數(shù)的定義域有：

其中，j表示接收端序號(hào)，表示接收端j對(duì)應(yīng)的另一個(gè)接收端，ω_j表示接收端j的發(fā)送參數(shù)，表示接收端的發(fā)送參數(shù)，表示從接收端到接收端j的協(xié)同信道參數(shù)，表示從接收端j到接收端的協(xié)同信道參數(shù)，h_kj表示發(fā)送端k到接收端j的信道參數(shù)，p_k表示第k發(fā)送端的發(fā)送參數(shù)，k＝1,2；為當(dāng)時(shí)當(dāng)前時(shí)隙i在接收端j的累積殘余干擾和噪聲的功率所趨于的一個(gè)穩(wěn)定值，P_Rj表示接收端j能夠提供的最大發(fā)送功率；

在定義域內(nèi)，以固定一個(gè)發(fā)送端的速率并最大化另一個(gè)發(fā)送端的速率，通過將求發(fā)送端速率最大化的非凸優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化成凸優(yōu)化問題的求解步驟為：

1)輸入?yún)?shù)：設(shè)置發(fā)送端1的一個(gè)固定速率R₁、誤差容忍度ε＞0、兩個(gè)發(fā)送端的發(fā)送功率上限P₁＝P₂以及兩個(gè)接收端的發(fā)送功率上限

2)將參數(shù)都設(shè)定為實(shí)數(shù)，將發(fā)送端發(fā)送參數(shù)p_k映射到指數(shù)函數(shù)上：α_k表示發(fā)送參數(shù)p_k映射在指數(shù)函數(shù)上的值，e為自然常數(shù)，其中當(dāng)p_k＝0時(shí)，α_k＜ξ，ξ為預(yù)設(shè)的一個(gè)足夠接近于負(fù)無窮的數(shù)；將接收端發(fā)送參數(shù)ω_j映射到指數(shù)函數(shù)上：β_j表示發(fā)送參數(shù)ω_j映射在指數(shù)函數(shù)上的值，其中當(dāng)ω_j＝0時(shí)，β_j＜ξ；p_k和ω_j的定義域和映射到指數(shù)函數(shù)上為α_k∈Θ_T,β_j∈Θ_R，Θ_T和Θ_R分別表示p_k的映射α_k和ω_j的映射β_j的定義域；設(shè)置需要最大化的另一個(gè)發(fā)送端速率R₂的取值范圍R₂∈Rⁿ，Rⁿ表示實(shí)數(shù)集；

3)定義變量向量V＝[α₁,α₂,β₁,β₂,R₂]，生成在約束條件下，當(dāng)發(fā)送端2的速率R₂最大化時(shí)對(duì)應(yīng)變量向量V的凸優(yōu)化問題：

其中，s.t.表示約束條件，V^r表示變量向量V的第r次迭代，符號(hào)表示求梯度，分別是兩個(gè)不等式約束在變量p_k,ω_j映射到α_k,β_j后構(gòu)成的凸函數(shù)和凹函數(shù)，具體形式為：

其中，中間變量表示從接收端到接收端j的協(xié)同信道參數(shù)，中間變量g_jj＝|h_jj|²，h_jj表示與接收端j序號(hào)相同的發(fā)送端到接收端j的信道參數(shù)，中間變量表示與接收端j序號(hào)不同的發(fā)送端到接收端j的協(xié)同信道參數(shù)，σ_I表示殘余自干擾的功率，σ_n表示高斯白噪聲的功率，符號(hào)*表示求共軛；

4)初始化：令r＝0，在定義域Θ_T∪Θ_R∪Rⁿ中確定初始值使之構(gòu)成

5)計(jì)算V^r+1：將V^r代入約束條件中，計(jì)算滿足條件的

6)令r＝r+1，重復(fù)操作5)直到滿足||V^r-V^r-1||＜ε后停止本步驟；

迭代結(jié)束后得到最終向量V^r為最優(yōu)解，其中，所對(duì)應(yīng)映射的和表示最優(yōu)的功率分配方案。