基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法及装置，该方法包括：建立双向中继通信系统并检测所述双向中继通信系统的噪声谱密度方差；将终端节点A、B以及中继节点R的发送功率归一化；当系统工作在全双工方式时，分别计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比；根据节点A、B及节点R的信干噪比，分别计算节点A、B、R的误比特率；根据终端节点A、B、R的误比特率，计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率，并计算系统在半双工方式下的吞吐速率；将系统在全双工方式下的吞吐速率与其在半双工方式下的吞吐速率进行比较，选择吞吐速率较大的双工方式进行信号传输。

【技术实现步骤摘要】
基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法及装置
本专利技术涉及中继通信
，尤其涉及一种基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法及装置。
技术介绍
现有技术中，双向中继通信系统中的终端节点和中继节点工作方式通常固定，其要么工作在全双工方式，要么工作在半双工方式，不可能根据系统所交换比特数量自动调节双工方式。当系统工作在全双工方式时，一个不可避免的问题就是自干扰的影响，即从本节点发射天线到本节点接收天线的强干扰问题；当系统工作在半双工方式时，导致系统频谱效率低下，在频谱资源日益紧张的情况下，这个问题日益凸显。因此，如何自动调节系统的双工方式成了亟需解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法及装置。一方面，本专利技术实施例提供了一种基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法，该方法包括：步骤1，建立双向中继通信系统，并检测所述双向中继通信系统的噪声谱密度方差；其中，所述系统中包括两个具有全双工能力的终端节点A和B，以及一个具有全双工能力的双向中继节点R；步骤2，将终端节点A、B以及中继节点R的发送功率归一化；步骤3，当所述双向中继通信系统工作在全双工方式时，根据终端节点A发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点B发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、中继节点R发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点A与中继节点R之间的信道增益、终端节点B与中继节点R之间的信道增益及噪声谱密度方差，分别计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比；步骤4，根据终端节点A、B及中继节点R的信干噪比，分别计算终端节点A、B及中继节点R的误比特率；步骤5，根据终端节点A、B及中继节点R的误比特率，计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率，并计算所述双向中继通信系统在半双工方式下的吞吐速率；步骤6，将所述双向中继系统在全双工方式下的吞吐速率与其在半双工方式下的吞吐速率进行比较，选择吞吐速率较大的双工方式进行信号传输。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种基于译码转发的双向中继系统双工方式选择装置，所述装置包括：双向中继系统建立单元，用于建立双向中继通信系统，并检测所述双向中继通信系统的噪声谱密度方差；其中，所述系统中包括两个具有全双工能力的终端节点A和B，以及一个具有全双工能力的双向中继节点R；归一化单元，用于将终端节点A、B以及中继节点R的发送功率归一化；信干噪比计算单元，当所述双向中继通信系统工作在全双工方式时，用于根据终端节点A发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点B发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、中继节点R发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点A与中继节点R之间的信道增益、终端节点B与中继节点R之间的信道增益及噪声谱密度方差，分别计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比；误比特率计算单元，用于根据终端节点A、B及中继节点R的信干噪比，分别计算终端节点A、B及中继节点R的误比特率；吞吐速率计算单元，用于根据终端节点A、B及中继节点R的误比特率，计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率，并计算所述双向中继通信系统在半双工方式下的吞吐速率；双工方式选择单元，用于将所述双向中继系统在全双工方式下的吞吐速率与其在半双工方式下的吞吐速率进行比较，选择吞吐速率较大的双工方式进行信号传输。利用本专利技术实施例提供的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法及装置，可以计算系统工作在全双工方式下的吞吐速率，在将其与半双工方式下的吞吐速率比较后，选择吞吐速率较高的双工方式，可以显著提高系统的信息交换效率，并且使系统达到频谱资源最优化，同时最大限度的降低能耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法的流程示意图；图2为本专利技术实施中建立的双向中继通信系统的全双工双向信道信息交换模型；图3为本专利技术实施例提供的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法的流程示意图。如图1所示，该方法主要包括以下步骤：步骤1，建立双向中继通信系统，并检测所述双向中继通信系统的噪声谱密度方差。其中，所建立的系统中包括两个具有全双工能力的终端节点A和B，以及一个具有全双工能力的双向中继节点R。上述节点虽然具有全双工能力，但是可以选择工作在半双工方式下，也可以选择工作在全双工方式下，具体选择哪种双工方式，则是本专利技术实施例要解决的技术问题。步骤2，将终端节点A、B以及中继节点R的发送功率归一化。步骤3，当所述双向中继通信系统工作在全双工方式时，根据终端节点A发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点B发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、中继节点R发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点A与中继节点R之间的信道增益、终端节点B与中继节点R之间的信道增益及噪声谱密度方差，分别计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比。步骤4，根据终端节点A、B及中继节点R的信干噪比，分别计算终端节点A、B及中继节点R的误比特率。步骤5，根据终端节点A、B及中继节点R的误比特率，计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率，并计算所述双向中继通信系统在半双工方式下的吞吐速率。步骤6，将所述双向中继系统在全双工方式下的吞吐速率与其在半双工方式下的吞吐速率进行比较，选择吞吐速率较大的双工方式进行信号传输。利用本专利技术实施例提供的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法，可以计算系统工作在全双工方式下的吞吐速率，在将其与半双工方式下的吞吐速率比较后，选择吞吐速率较高的双工方式，可以显著提高系统的信息交换效率，并且使系统达到频谱资源最优化。图2为本专利技术实施中建立的双向中继通信系统的全双工双向信道信息交换模型。如图2所示，hA为终端节点A与终端节点R之间的信道估计比，hB为终端节点B与中继节点R之间的信道估计比，hAA为终端节点A发送天线和接收天线间的自干扰信道估计比，hBB为终端节点B发送天线和接收天线间的自干扰信道估计比，hRR为中继节点R发送天线和接收天线间的自干扰信道估计比。假设数据帧中包含N个比特并采用BPSK(BinaryPhaseShiftKeying，二进制相移键控)调制方式进行调制，若3个节点都工作在全双工状态下，则需要N+1个时隙完成比特交换。在时隙n(n∈[2,N])时，终端节点A和B同时发送信号至中继节点R并且接收中继节点R广播的包含上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，建立双向中继通信系统，并检测所述双向中继通信系统的噪声谱密度方差；其中，所述系统中包括两个具有全双工能力的终端节点A和B，以及一个具有全双工能力的双向中继节点R；步骤2，将终端节点A、B以及中继节点R的发送功率归一化；步骤3，当所述双向中继通信系统工作在全双工方式时，根据终端节点A发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点B发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、中继节点R发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点A与中继节点R之间的信道增益、终端节点B与中继节点R之间的信道增益比及噪声谱密度方差，分别计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比；步骤4，根据终端节点A、B及中继节点R的信干噪比，分别计算终端节点A、B及中继节点R的误比特率；步骤5，根据终端节点A、B及中继节点R的误比特率，计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率，并计算所述双向中继通信系统在半双工方式下的吞吐速率；步骤6，将所述双向中继系统在全双工方式下的吞吐速率与其在半双工方式下的吞吐速率进行比较，选择吞吐速率较大的双工方式进行信号传输。...

【技术特征摘要】
1.一种基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，建立双向中继通信系统，并检测所述双向中继通信系统的噪声谱密度方差；其中，所述系统中包括两个具有全双工能力的终端节点A和B，以及一个具有全双工能力的双向中继节点R；步骤2，将终端节点A、B以及中继节点R的发送功率归一化；步骤3，当所述双向中继通信系统工作在全双工方式时，根据终端节点A发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点B发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、中继节点R发送天线和接收天线间的自干扰信道增益及估计增益、终端节点A与中继节点R之间的信道增益、终端节点B与中继节点R之间的信道增益比及噪声谱密度方差，分别计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比；步骤4，根据终端节点A、B及中继节点R的信干噪比，分别计算终端节点A、B及中继节点R的误比特率；步骤5，根据终端节点A、B及中继节点R的误比特率，计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率，并计算所述双向中继通信系统在半双工方式下的吞吐速率；步骤6，将所述双向中继系统在全双工方式下的吞吐速率与其在半双工方式下的吞吐速率进行比较，选择吞吐速率较大的双工方式进行信号传输。2.根据权利要求1所述的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法，其特征在于，利用步骤3计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比时，具体包括：按照如下公式，分别计算终端节点A、B及中继节点R的信干噪比：其中，γA、γB、γR分别为终端节点A、B及中继节点R的信干噪比；hA、hB分别为终端节点A与中继节点R之间的信道增益、终端节点B与中继节点R之间的信道增益；hAA、hBB、hRR分别为终端节点A发送天线和接收天线间的自干扰信道增益、终端节点B发送天线和接收天线间的自干扰信道增益、中继端节点R发送天线和接收天线间的自干扰信道增益；分别为终端节点A发送天线和接收天线间自干扰信道估计增益、终端节点B发送天线和接收天线间自干扰信道估计增益、终端节点R发送天线和接收天线间自干扰信道估计增益；N0为所述双向中继通信系统的噪声谱密度方差。3.根据权利要求1所述的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法，其特征在于，利用步骤4计算终端节点A、B及中继节点R的误比特率时，具体包括：按照如下公式，分别计算终端节点A、B及中继节点R的误比特率：其中，分别终端节点A、B及中继节点R的误比特率；γ1及γ2为中间变量，γA、γB、γR分别为终端节点A、B及中继节点R的信干噪比；Q为互补累计分布函数。4.根据权利要求3所述的基于译码转发的双向中继系统双工方式选择方法，其特征在于，利用步骤5计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率时，具体包括：根据如下公式，计算所述双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率：其中，RFD-DF为双向中继通信系统在全双工方式下的吞吐速率；N为两终端节点A和B之间所要传输的比特数，RS为所述双向中继通信系统中在Ts时间内终端节点向中继节点R传输包含N比特的数据包的速率，即...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴荻，果敢，石美宪，任海英，苏庚，
申请(专利权)人：中国信息通信研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11