[發明專利]一種基于水聲時變信道相關性的自適應資源分配方法

在審

• 申請號: 201910643417.2
• 申請日: 2019-07-17
• 公開（公告）號: CN110460394A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 馬璐;喬鋼
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B17/309;H04B17/382;H04L5/00
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本發明提供的是一種基于水聲時變信道相關性的自適應資源分配方法。通過握手過程中的發送數據指令消息RTS獲取過時的信道狀態信息，通過計算測試信號Test信號和RTS信號估計的信道狀態信息的相關性作為水聲時變信道相關性，將相關系數作為權重值，與反饋的信道狀態信息一起作為分配依據，進行自適應資源分配。本發明簡單易行，計算量小，針對具體的節點，比較每個載波上的相關系數大小，對于相關系數較小的載波而言，其作為自適應分配的依據有效性較低。這種方法能有效的減少時變水聲信道對資源分配性能的影響。

技術領域

本發明涉及的是一種水聲通信網絡技術，具體地說是一種自適應資源分配方法。

背景技術

水聲信道的時變、空變、頻變特性使其成為復雜的快速變化的無線信道，為保證系統在各種信道條件下均能達到預期的性能，水聲信道的調制和編碼等參數往往釆用的是根據信道狀態最差條件來設計的固定方式，這個導致信道容量無法得到充分利用。因此，如果能根據水聲信道時-空-頻變的特性，在信道估計的基礎上，采用自適應調制和參數選擇，適時地利用有利信道條件、規避不利信道條件，能使通信信道容量得以充分利用。相對于無線電領域，水聲領域的自適應接入方法有一系列的難點。其中難點之一在于水聲信道的時變性，在自適應系統中要根據信道狀態作參數調整的，水聲環境的隨機時變導致信道狀態不斷變化，只有對信號自適應傳輸時刻的信道做出準確的判斷，才可以保證自適應方法的有效性。由于信道中大的傳輸時延，大時延會導致反饋信息相對于真實傳輸時刻是一個過時的信道狀態信息，這種過時的信息對水聲自適應系統有怎樣的影響也是一個研究的重點和難點。

已知的水聲自適應OFDMA系統中，通常都假設信道在一段時間內是不變的，或者直接采用過時的信道狀態信息進行反饋，例如，Seventh International Conference onUbiquitous and Future Networks雜志在2015年發表的“A heuristic resourceallocation method for underwater uplink OFDMA system”論文中提出了一種啟發式的水聲上行OFDMA系統的資源分配方法，其假設信道狀態信息在信道估計和資源分配的這段時間是不變的；Journal of CommunicationsNetworks雜志2016發表的“Adaptive OFDMAwith partial CSI for downlink underwater acoustic communications”論文中提出了一種水聲下行OFDMA系統的聯合子載波比特功率資源分配方法，但該資源分配方法并未考慮水聲信道時變的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能有效減少時變水聲信道對資源分配性能的影響的基于水聲時變信道相關性的自適應資源分配方法。

本發明的目的是這樣實現的：

步驟一：獲取過時的信道狀態信息；

步驟二：計算水聲時變信道相關性；

步驟三：結合信道相關性，進行水聲時變信道下的聯合子載波比特功率分配，具體包括：

1、設置所有的節點初始化載波分配因子和分配的比特數為0，設置每個節點的數據量為0，目標誤比特率為：

其中P_E為目標誤比特率設定值。

目標數據量R_target為：

R_target＝R_l

其中R_l為目標數據量設定值。

載波能耗為：

P[u,k]＝0