三中继节点协作通信功率分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种三中继节点协作通信方法，其包括：第一节点以功率P0发射信号；第二节点、第三节点、第四节点、第五节点各自分别接收信号；第二节点、第三节点、第四节点各自分别将接收到的信号放大后以功率P1、P2、P3转发；第五节点接收来自第二节点、第三节点、第四节点的信号，将来自第一节点、第二节点、第三节点和第四节点的信号合并。与现有技术相比，本发明专利技术通过对基于AF协议的协作通信系统中三个中继节点传输功率的配置，实现了系统信道容量的最大化，满足了大数据量传输对系统可靠性和稳定性的需求。

【技术实现步骤摘要】
三中继节点协作通信功率分配方法
本专利技术涉及无线通信
，更具体地，涉及一种三中继节点协作通信功率分配方法。
技术介绍
协作通信是可通过用户之间在通信时的相互协作而形成虚拟的MIMO(MultipleInputandMultipleOutput，多发射多接收天线)的一种空间分集技术。它克服了无线网络因为设备体积和功耗的限制不能在发射和接收时使用多天线发射接收技术的障碍，并能够达到MIMO空间分集技术的性能。根据中继节点对信息的处理方式，协作通信协议可分为AF(AmplifyandForward，放大转发)协议和DF(DecodeandForward，译码转发)协议。AF协议是由中继将接收到的信号做简单的放大再转发给目的节点，这种方式系统开销和复杂度小，但也放大了噪声，降低了系统性能。对于使用AF协议的协作通信MIMO系统中包含三个中继节点的情况，目前的功率方案还存在协作链路容量不够大的问题。有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的三中继节点协作通信功率分配方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种具有理想的协作链路容量的三中继节点协作通信功率分配方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种三中继节点协作通信功率分配方法，所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P0向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：确定所述功率P0；按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3。优选地，按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3包括：通过如下公式计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3，其中，符号(a)+＝max(a，0)，hsr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，hsr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，hsr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，hr1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，hr2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，hr3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：优选地，所述预设功率P满足P＝P0+P1+P2+P3。优选地，所述λ满足λ<γi，i＝1，2，3。优选地，第二节点接收到的信号表示为：其中，nsr1表示第一节点与第二节点间的加性高斯白噪声；第三节点接收到的信号表示为：其中，nsr2表示第一节点与第三节点间的加性高斯白噪声；第四节点接收到的信号表示为：其中，nsr3表示第一节点与第四节点间的加性高斯白噪声。为了实现上述目的，本专利技术还提供了一种三中继节点协作通信方法，其包括以下步骤：第一节点以功率P0向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，其中，所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3根据预设功率P、功率P0和预设功率分配规则确定；所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。优选地，所述功率P2和所述功率P3根据预设功率P、预设功率P0和预设功率分配规则确定包括：通过如下公式计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3，其中，符号(a)+＝max(a，0)，hsr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，hsr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，hsr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，hr1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，hr2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，hr3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：优选地，所述预设功率P满足P＝P0+P1+P2+P3。优选地，所述λ满足λ<γi，i＝1，2，3。优选地，第二节点接收到的信号表示为：其中，nsr1表示第一节点与第二节点间的加性高斯白噪声；第三节点接收到的信号表示为：其中，nsr2表示第一节点与第三节点间的加性高斯白噪声；第四节点接收到的信号表示为：其中，nsr3表示第一节点与第四节点间的加性高斯白噪声。与现有技术相比，本专利技术的技术效果包括但不限于：通过对基于AF协议的协作通信系统中三个中继节点传输功率的配置，实现了系统信道容量的最大化，满足了大数据量传输对系统可靠性和稳定性的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域技术人员，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为本专利技术三中继节点协作通信方法的流程图；图2为本专利技术三中继节点协作通信系统中节点设备的示意图。具体实施方式下面详细描述本披露的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本披露，而不能解释为对本披露的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本披露的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本披露所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。本
技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“用户设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三中继节点协作通信功率分配方法，其特征在于：所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P0向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：确定所述功率P0；按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3。

【技术特征摘要】
1.一种三中继节点协作通信功率分配方法，其特征在于：所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P0向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：确定所述功率P0；按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3。2.如权利要求1所述的三中继节点协作通信功率分配方法，其特征在于，按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3包括：通过如下公式计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3，其中，符号(a)+＝max(a，0)，hsr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，hsr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，hsr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，hr1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，hr2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，hr3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：3.如权利要求1所述的三中继节点协作通信功率分配方法，其特征在于：所述预设功率P满足P＝P0+P1+P2+P3。4.如权利要求2所述的三中继节点协作通信功率分配方法，其特征在于：所述λ满足λ＜γi，i＝1，2，3。5.如权利要求2所述的三中继节点协作通信功率分配方法，其特征在于：第二节点接收到的信号表示为：其中，nsr1表示第一节点与第二节点间的加性高斯白噪声；第三节点接收到的信号表示为：其中，nsr2表示第一节点与第三节...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛涛，周宝，王健宗，肖京，
申请(专利权)人：平安科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44