[发明专利]基于过期的信道状态信息的全双工中继选择方法

说明书

本发明提供了一种基于过期的信道状态信息的全双工中继选择方法，包括步骤1：根据获取的过期的信道状态信息、信道相关系数以及全双工残留自干扰的概率分布，确定各候选中继节点处信号干扰功率比的条件概率分布函数；步骤2：确定各候选中继节点转发信息时目的节点处信号干扰功率比的条件概率分布函数；步骤3：根据信号干扰功率比的条件概率分布函数，确定各候选中继节点转发信息时系统的条件中断概率；步骤4：选择使得条件中断概率最小的中继节点来转发信息。本发明中的方法考虑了过期的信道状态信息、全双工中继的残留自干扰、直接链路的干扰等实际因素，既能满足实际通信环境下全双工协同通信的要求，同时又能提高系统的中断性能。

技术领域

本发明涉及协同无线通信技术领域，具体地，涉及一种基于过期的信道状态信息的全双工中继选择方法。

背景技术

中继选择是多中继协作网络中用来获得空间分集增益的一种实用的技术，而全双工通信能够提高无线通信系统的频谱效率。因此，两者的结合是获得分集增益和提高频谱效率的一种有效的技术手段。

对于中继选择，信道状态信息的准确程度是一个关键因素。当系统具有理想的信道状态信息时，应用中继选择技术能获得可观的性能增益。然而，在实际通信场景中，由于存在信道的时变和各种延时，用于中继选择的信道状态信息可能与数据传输时的实际值不一致，即用于中继选择的信道状态信息可能是实际值的一个过期的版本，这将对系统的性能造成严重的衰减。目前，基于过期的信道状态信息的中继选择技术已得到研究人员的重视，如：Kim S.等人发表了题为“Performance analysis of opportunistic relayingscheme with outdated channel information”的论文(IEEE Transactions on WirelessCommunications，vol.12,no.2,pp.538-549,2013)。该论文基于过期的信道状态信息，分析了半双工解码转发中继选择系统的性能。Soysa M.等人发表了题为“Partial andopportunistic relay selection with outdated channel estimates”的论文(IEEETransactions on Communications，vol.60,no.3,pp.840-850,2012)。该论文基于过期的信道状态信息，研究了半双工的部分和机会中继选择技术。Huang K.等人发表了题为“Outage performance of opportunistic two-way amplify-and-forward relayingwith outdated channel state information”的论文(IEEE Transactions onCommunications，vol.61,no.9,pp.3635-3643,2013)。该论文基于过期的信道状态信息，分析了半双工放大转发双向传输的中继选择系统的性能。上述研究均针对采用半双工方式通信的无线协作网络，而针对全双工协作网络，基于过期的信道状态信息的中继选择技术还缺乏相关的研究。

在实际的全双工中继通信中，由于中继节点处的自干扰隔离和自干扰消除往往是非理想的，因此中继节点处会存在残留的自干扰。同时，由于无线电波传输的广播特性，信源节点与目的节点之间也会存在直接的链路，采用全双工中继通信时，目的节点往往也会受到来自信源节点的干扰。本发明针对全双工协作网络中存在残留自干扰和直接链路干扰的实际通信场景，提供一种基于过期的信道状态信息的全双工中继选择方法，既能满足实际中全双工协同通信的要求，同时又能提高系统的中断性能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于过期的信道状态信息的全双工中继选择方法。

根据本发明提供的基于过期的信道状态信息的全双工中继选择方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据获取的过期的信道状态信息、信道相关系数以及全双工残留自干扰的概率分布，确定各候选中继节点处信号干扰功率比的条件概率分布函数；