基于能量效率的双跳全双工中继系统发射功率优化方法技术方案

本发明专利技术考虑一种基于能量效率的双跳全双工中继系统发射功率优化方法，通过构建以系统发射功率受限以及最低频谱效率受限为约束，最大化系统能量效率为目标的优化问题，联合优化信源发射功率以及中继发射功率。优化过程为首先固定信源发射功率，优化中继发射功率，然后固定中继发射功率，对信源发射功率进行优化，重复中继和信源发射功率的交替优化步骤，直至系统达到最大的能量效率。相对于基于频谱效率的传统方案，本发明专利技术能够有效提高系统能量速率，并且计算复杂度较低，利于工程实现。

Energy Efficiency-based Optimizing Method for Transmitting Power of Dual-hop Full-duplex Relay System

The invention considers an energy efficiency-based transmission power optimization method for a dual-Hop full-duplex relay system, and jointly optimizes the source transmission power and the relay transmission power by constructing an optimization problem that maximizes the energy efficiency of the system with the constraints of the system transmission power limitation and the lowest spectrum efficiency limitation. The first step is to fix the transmission power of the source, optimize the transmission power of the relay, then fix the transmission power of the relay, optimize the transmission power of the source, repeat the alternating optimization steps of the transmission power of the relay and the source until the system achieves the maximum energy efficiency. Compared with the traditional scheme based on spectral efficiency, the invention can effectively improve the energy rate of the system, and has low computational complexity, which is beneficial to engineering realization.

【技术实现步骤摘要】
基于能量效率的双跳全双工中继系统发射功率优化方法
本专利技术涉及中继通信系统，尤其是一种基于能量效率的双跳全双工中继系统发射功率优化方法。
技术介绍
常见的双天线中继的工作模式主要为放大转发和解码转发，放大转发的基本原理是，中继节点在接收到源节点的信号后，不进行任何的解调和解码，而直接进行模拟处理后放大转发出去。放大转发协议是一种最早出现的模式，实现最为简单，性能良好，但会带来一个显著的问题，中继节点会对接收到的信号无差别放大转发，必然也放大了噪声，造成了噪声的累计传播，中继信道变得前后相关，不再是服从正态分布的。用式子来表示就是中继节点对接收到的信号sr乘上β因子进行放大得到st再发送出去，放大因子β满足其中和分别为发送信号和接收信号的功率。在设计中继系统时一个最重要的考虑因素就是在全双工和半双工中继工作模式之间的选择。半双工(HalfDuplex,HD)传输指数据可以在一条链路的两个方向传输，但不能同时传输，例如一个节点可以在一个时隙中发送数据，然后待发送结束后在另一个正交时隙才可以接收数据。全双工(FullDuplex,FD)指允许数据在两个方向上同时传输，即同一频率上的同时发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于能量效率的双跳全双工中继系统发射功率优化方法，其特征在于，通过构建以信源和中继发射功率受限以及最低频谱效率受限为约束，最大化系统的端到端能量效率为目标的优化问题，联合优化信源发射功率pS以及中继发射功率pR，具体包括以下步骤：(1)以中继发射功率受限以及最低频谱效率受限为约束，最大化端到端能量效率为目标，固定信源发射功率pS，对中继发射功率pR进行优化；(2)以信源发射功率受限以及最低频谱效率受限为约束，最大化端到端能量效率为目标，固定中继发射功率pR，对信源发射功率pS进行优化；(3)重复步骤(1)‑(2)，直至系统的能量效率收敛，得到最优的联合发射功率。

【技术特征摘要】
1.一种基于能量效率的双跳全双工中继系统发射功率优化方法，其特征在于，通过构建以信源和中继发射功率受限以及最低频谱效率受限为约束，最大化系统的端到端能量效率为目标的优化问题，联合优化信源发射功率pS以及中继发射功率pR，具体包括以下步骤：(1)以中继发射功率受限以及最低频谱效率受限为约束，最大化端到端能量效率为目标，固定信源发射功率pS，对中继发射功率pR进行优化；(2)以信源发射功率受限以及最低频谱效率受限为约束，最大化端到端能量效率为目标，固定中继发射功率pR，对信源发射功率pS进行优化；(3)重复步骤(1)-(2)，直至系统的能量效率收敛，得到最优的联合发射功率。2.根据权利要求1所述的一种基于能量效率的双跳全双工中继系统发射功率优化方法，其特征在于，步骤(1)中通过构建如下优化问题优化中继节点发射功率pR:优化目标为：最大化约束条件为：pR≤PR，其中，log2(·)表示以2为底的对数函数，pS表示信源发射功率，pR表示中继发射功率，pC表示系统电路功率，γSR是信源端到中继端的信道信噪比,γRD是中继端到目的端的信道信噪比,γSD是信源端到目的端的信道信噪比，γLI是中继节点的环路自干扰信道信噪比,PR是中继最大发射功率，是双跳中继系统的频谱效率,Γ是频谱效率的最低门限。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈弘，何振耀，赵春明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32