[发明专利]一种全双工双向中继系统节点发射功率的控制方法

说明书

本发明公开了一种全双工双向中继系统节点发射功率的控制方法，适用于采用叠加编码的解码转发全双工双向中继系统，本方法以系统QoS要求和叠加编码功率分配因子值受限为约束条件，目标是最小化节点发射功率和；利用信道知识，并根据源节点对数据速率的要求，对源节点和中继节点发射机的发射功率以及中继节点处的叠加编码功率分配因子进行动态调整，在满足系统QoS要求条件下，最小化节点发射功率和。

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，具体的涉及一种采用叠加编码的全双工双向中继系统节点发射功率的控制方法，适用于基于解码转发机制的全双工双向中继系统。

背景技术

协作分集作为一项新技术，能够通过用户之间的协作来提高无线网络的覆盖区域及抵抗信道衰落对无线信号传输的不利影响，已经得到学术界和产业界的高度重视。一个传统的三节点协作分集系统包括两个源节点和一个中继节点，其中两个源节点之间由于通信距离或信道衰落等因素的影响，必须借助中继节点才能够进行消息的互通，即所谓的双向中继系统。传统的三节点协作分集系统中，中继节点可以工作在半双工(half-duplex)和全双工(full-duplex)两种模式。半双工模式下，中继节点在不同的时隙或频带接收和转发信号。全双工模式下，中继节点能够在同一时间及同一频带内进行信号的接收和转发。因此，从理论上来讲，全双工中继的频谱利用率是半双工中继的双倍。然而，由于同时同频的信号接收和转发会产生巨大的信号自干扰(Self-Interference)。虽然，可以依靠额外的软硬件和计算资源来去除这些自干扰，但并非能够全部的消除。另一方面，虽然能够最大限度的消除这些自干扰，但高复杂度的软硬件和计算将消耗巨大的能量资源。因此，从实践的角度，需要考查存在残留自干扰情况下的全双工中继技术，并注重能量资源消耗的考量。

目前，对于全双工协作分集系统的中断概率和频谱效率研究已经全面展开。分别针对全双工协作分集系统的中断概率和频谱效率问题进行了研究，并通过功率分配、中继选择等技术对系统性能进行了优化。然而，关于协作分集系统能效性能的研究主要集中在半双工模式方面。针对采用半双工放大转发中继的两阶段双向中继系统，研究通过功率分配和中继选择技术达到系统能耗最小化的目标。研究放大转发、解码转发和压缩转发半双工协作分集系统的能效和频效关系，对采用不同中继策略的半双工协作分集系统的能效性能进行了比较。例如，通过使用一个解码转发半双工中继完成了两个源节点之间的信息互换，并将源节点之间的信息互换传输分成了5个模式，通过对每个模式的时长进行优化，解决了系统能耗优化问题。另外，在此的基础上，比较了中继节点采用不同编码方式(数字网络编码、物理层网络编码、叠加编码)时的系统最优能耗差别。需要说明的是：针对能效问题，业界更多考虑的是半双工系统，对于全双工协作分集系统能耗的研究还比较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全双工双向中继系统节点发射功率控制方法，基于采用叠加编码的全双工双向中继系统，在满足系统中断概率性能要求的条件上，达到实现节点发送功率和的最小化。

为实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：