【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计的是一种无线通信
中的功率分配方法,尤其涉及一种非对称双向中继信道的功率分配方法。
技术介绍
协作中继技术作为多天线技术的一种扩展,通过形成虚拟的MIMO技术获得协作分集,扩大信号传输范围,已经成为研究热点。放大转发(amplify-and-forward,AF)和解码转发(decode-and-forward,DF)两种中继协议已经表明,通过中继共享用户的天线,可以提高系统容量,降低系统随信道变化的敏感性。然而,由于实际通信系统的半双工限制,协作中继在提高无线传输性能的同时也带来了频谱效率的损失。为此只需两个时隙即可完成信息交互的双向中继传输方案被提出。研究表明,双向中继较单向中继能够获得更高的吞吐量。由于DF双向中继需在中继端进行复杂的额外操作,而AF协议只需对双向接入信号进行简单的功率控制,因而简单、易行的AF协议得到更多的关注。针对双向AF中继系统,LongYanshan,ZhangChensi分析了双向中继中断概率问题。但LongYanshan的研究是基于大信噪比假设,ZhangChensi只考虑系统具有相同的信道条件。更进一步,LouSijia等人对信道具有互易特性但两端信道条件不对称的系统进行了中断概率分析。为了优化系统性能,有研究人员对双向中继系统中的功率分配问题进行了研究。但上述研究都只考虑了一种特殊的网络模型,即系统上行阶段和下行阶段的各个信道具有相同的信道条件。另外,PopovskiP也指出非对称性对双向中继系统中的许多性能指标,如:系统中断概率、误码率等,均有不同程度的影响。对于非对称信道问题,李博针对物理层网 ...
【技术保护点】
一种非对称双向中继信道基于中断概率分析的功率分配方法,其特征是:步骤一:建立传统三节点双向中继通信系统模型,对各节点功率进行初始化;步骤二:将非对称因子引入传统三节点模型中,分成四种非对称情况;步骤三:分别计算四种非对称情况的系统中断概率,并进行比较;步骤四:对下行非对称情况系统的中断概率进行分段处理;步骤五:将系统中断概率作为目标函数,总功率作为约束条件,按照目标函数最小时的功率分配方案自适应分配功率资源。
【技术特征摘要】
1.一种非对称双向中继信道基于中断概率分析的功率分配方法,其特征是:步骤一:建立传统三节点双向中继通信系统模型,对各节点功率进行初始化;步骤二:将非对称因子引入传统三节点模型中,分成四种非对称情况;步骤三:分别计算四种非对称情况的系统中断概率,并进行比较;步骤四:对下行非对称情况系统的中断概率进行分段处理;步骤五:将系统中断概率作为目标函数,总功率作为约束条件,按照目标函数最小时的功率分配方案自适应分配功率资源。2.根据权利要求1所述的非对称双向中继信道基于中断概率分析的功率分配方法,其特征是:所述分别计算四种非对称情况的系统中断概率,并进行比较,具体包括:(1)第一用户节点S1与第二用户节点S2通过中继R互相传递信号,四种非对称信道情况下第一用户节点S1与第二用户节点S2的接收信噪比γ1与γ2为,上行非对称信道:γ1=p2pRh2f2(a2p1+pR)h2+p2f2+1]]>γ2=a2p1pRh2f2a2p1h2+(p2+pR)f2+1]]>下行非对称信道:γ1=a2p2pRh2f2(p1+a2pR)h2+p2f2+1]]>γ2=p1pRh2f2p1h2+(p2+pR)f2+1]]>节点非对称信道:γ1=b2p2pRh2f2(b2p1+b2pR)h2+p2f2+1]]>γ2=b2p1pRh2f2b2p1h2+(p2+pR)f2+1]]>阶段非对称信道上:γ1=b2p2pRh2f2(b2p1+pR)h2+b2p2f2+1]]>γ2=b2p1pRh2f2b2p1h2+(b2p2+pR)f2+1]]>阶段非对称信道下:γ1=b2p2pRh2f2(p1+b2pR)h2+p2f2+1]]>γ2=b2p1pRh2f2p1h2+(p2+b2pR)f2+1]]>其中,h、f分别为S1-R信道与S2-R信道的信道衰落系数;p1、p2、pR分别表示S1、S2和R的发射功率,且满足p1+p2+pR≤Pt;n1、n2、nR分别表示S1、S2和R处的高斯白噪声,a,b为非对称因子;中断概率表示式为Pout=P(γ1<γth∪γ2<γth),γth为门限;(2)下行非对称信道占用一条下行信道,它的中断概率最大;上行非对称信道占用一条上行信道,性能次之;阶段非对称信道下占用两条下行信道;节点非对称信道占用一条上行信道与一条下行信道;阶段非对称信道上占用两条上行信道、它的中断概率最小;一条不可靠信道比两条不可靠信道对系统的中断概率影响大;下行不可靠信道比上行不可靠信道对系统的中断概率影响大;下行信道越不可靠,越可能发生中断,对通信的影响越大。3.根据权利要求2所述的非对称双向中继信道基于中断概率分析的功率分配方法,其特征是:所述对下行非对称情况系统的中断概率进行分段处理具体包括:(1)用户端接收信噪比进一步表示为:γ1=a2p2pRuv(p1+a2pR)u+p2v+1≈a2p2pRuv(p1+a2pR)u+p2v=pRa2up2vp1+a2pRu+p2vp1+a2pR<pRmin(a2p2vp1+a2pR,a2u)]]>其中,u=h2,v=f2,则u、v分别服从均值为Ωh,Ωf且Ωh=d-λ,Ωf=(1-d)-λ的指数分布;同理:γ2<pRmin(p1up2+pR,v);]]>(2)设则γ1<pRmin(a2ψ1v,a2u),γ2<pRmin(ψ2u,v),根据中断概率定义Pout=P(C<R)=P(γ<γth)得:Pout=P(γ1<γth∪γ2<γth)=1-P(γ1>γth∩γ2>γth)=1-P(min(γ1,γ2)>γth)=1-P(min(a2ψ1v,ψ2u,a2u,v)>γthpR),]]>min(a2ψ1v...
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