[发明专利]全双工双向译码转发中继的最优功率分配和中继部署方法

摘要

本发明提供了一种基于信道统计特性的全双工双向译码转发中继的最优功率分配和中继部署方法，包括如下步骤：建立双向全双工中继通信系统；终端节点向中继节点发送状态信息，所述状态信息包括发射功率信息、自干扰信息；中继节点接收到终端节点的状态信息后，选择最优功率分配方案发送信号；根据最优功率优化方案选择中继节点的部署位置。本发明中根据中继节点的部署机制，中继节点的功率分配机制有效降低了系统的中断概率，解决了全双工系统当中，中断概率过高的问题，提升了系统的稳定度，从而提升了终端节点的服务质量。

主权项

1.一种全双工双向译码转发中继的最优功率分配和中继部署方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立双向全双工中继通信系统；步骤2：终端节点向中继节点发送状态信息，所述状态信息包括发射功率信息、自干扰信息；步骤3：中继节点接收到终端节点的状态信息后，选择最优功率分配方案发送信号；步骤4：根据最优功率优化方案选择中继节点的部署位置；所述步骤1包括：建立工作在全双工模式的终端节点A和终端节点B，以及工作在全双工模式的双向中继节点R；所述双向中继节点R位于终端节点A和终端节点B之间，且使得双向中继节点R的发射总功率保持不变；所述步骤2包括：双向中继节点R接收来自终端节点A和终端节点B的发射功率信息、自干扰信息；所述步骤3包括：步骤3.1：假设终端节点A、终端节点B与双向中继节点R之间的信道为瑞利信道，且高斯白噪声单边带功率谱密度为N的条件下，所述双向中继节点R收集所有信道内的统计参数；步骤3.2：双向中继节点R根据收集的统计参数求解中间参数值X1和X2的大小，其中：且t1＝k1P1+N0，t2＝k2P2+N0，t3＝k3P3+N0；式中：P1表示终端节点A的发射功率，P2表示终端节点B的发射功率，P3表示双向中继节点R的发射总功率，r1表示信道前向链路A‑>R‑>B的最小传输速率，r2表示信道后向链路为B‑>R‑>A的最小传输速率，k1表示终端节点A的自干扰消除能力大小，N0表示噪声方差，其中k2表示终端节点B的自干扰消除能力大小，k3表示双向中继节点R的自干扰消除能力大小；步骤3.3：双向中继节点R根据中间参数X1和X2的大小关系，选择最优功率分配方案：若X1≥X2，则基站功率分配参数ρ为分配区间(X2，X1)内的任意值，进入步骤3.5；若X1当所述方程无解时，则：式中：Ω1表示终端节点A与双向中继节点R之间的信道方差，Ω2表示终端节点B与双向中继节点R之间的信道方差；当所述方程有解时，且解为ρ1和ρ2，假设ρ1<ρ2；当ρ1X2时，或者ρ1>X1、ρ2其中，e为自然底数；步骤3.5：双向中继节点R按照最优功率分配转发信号，即发送至终端节点A的信号功率为ρ*P3，发送至终端节点B的信号功率为(1‑ρ)*P3；所述步骤4包括：根据基站功率分配参数ρ的取值选择双向中继节点R的部署位置；假设已知：ρ∈(min{X1,X2},max{X1,X2})，若X1>X2，则双向中继节点最优化部署后，归一化A‑>R‑>B链路的总路程为1，此时A‑>R的距离占A‑>R‑>B链路距离的比例d为：若X1R‑>B链路的总路程为1，此时A‑>R的距离占A‑>R‑>B链路距离的比例d为：当方程有解时，且解为ρ1和ρ2，假设ρ1<ρ2；当ρ1X2时，或者ρ1>X1、ρ2R‑>B链路的总路程为1，此时A‑>R的距离占A‑>R‑>B链路距离的比例d为：