[发明专利]AF－DSTC协作通信协议中降低中断概率的功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术领域的功率分配方法，具体是一种AF-DSTC(放大转发分布式空时编码)协作通信协议中降低中断概率的功率分配方法。

背景技术

多天线技术能够很大程度地改善无线通信系统的容量以及可靠性。近年来，由单天线用户通过相互协作形成虚拟天线阵的协作通信技术，作为多天线技术的延伸，引起了各界的广泛关注。在移动通信系统中，各单天线移动终端，通过相互协作，即可获得类似多天线技术中的分集增益，在不增加终端成本的前提下，提高了通信的可靠性，因此协作通信技术在将来的4G移动通信系统中有很好的应用前景；在ad-hoc、无线传感器网络等分布式网络中，协作通信技术能够提高系统资源分配的公平性，减少系统的总功率损耗，改善通信链路的稳定性，并提高网络的吞吐量。

DSTC(分布式空时编码)是一种协作通信技术中无线网络中各节点的协作协议。它将多天线技术中的空时编码思想应用到协作通信领域，能获得分集度为协作节点数目的分集增益，且有较高的频谱利用率。根据各协作节点对接收到信号不同的处理方式：放大转发(AF)、译码转发(DF)，可将DSTC分为AF-DSTC和DF-DSTC。然而，在某些实际的通信系统中，出于通信安全的考虑，除了通信的目标节点外，其他的协作节点是不允许或不能对源信息进行译码的。并且，协作节点对源信息进行译码，不仅增加了协议的复杂度，还有可能造成译码错误的后向传播，影响通信质量。因此相对于DF-DSTC，AF-DSTC协作通信具有更广泛的适用性与更低的应用复杂度。

2006年Yindi Jing等在“IEEE Trans.On Wireless Communications”(《电气电子工程师协会无线通信通讯》)(2006年12月第5卷)发表的“DistributedSpace-Time Coding in Wireless Relay Networks”(《无线中继网络中的分布式空时编码》)中提出了AF-DSTC协作通信协议：第一阶段由源节点广播信息到各协作节点，第二阶段由协作节点将收到的信息重新编码后发送到目标节点，但文中假设所有协作节点所处信道状况相同，并没有提到怎样根据各协作节点不同的信道信息，合理地对其分配功率。

中断概率即指系统通信发生中断的概率，是衡量通信可靠性的重要指标。AF-DSTC协作通信协议具有很广泛的应用前景，但目前的AF-DSTC协作通信协议中，还缺乏简单有效的根据各协作节点所处的不同信道状况对其进行功率分配的方案。

经对现有技术的文献检索发现，J.Luo等在“IEEE Trans.On WirelessCommunications”(《电气电子工程师协会无线通信通讯》)(2007年3月第6卷)发表的“Decode-and-Forward Cooperative Diversity with Power Allocation inWireless Networks”(《无线网络中译码转发协作分集的功率分配》)提出了一种在发射机已知信道增益均值的情况下的各协作节点间的功率分配方案。该方案能够有效降低系统的中断概率，并且复杂度低，其不足在于：协作节点必须能够对源节点进行译码，只能适用于DF-DSTC协议。传统的均分分配和择优分配方法虽然简单，但均不能有效降低AF-DSTC系统的中断概率。本发明所要解决的问题即：寻找一种适用于AF-DSTC通信协议的功率分配方法，该方法仅具有较低的复杂度，并且能显著降低系统的中断概率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种AF-DSTC协作通信协议中降低中断概率的功率分配方法。本发明是一种在AF-DSTC协作通信协议中，仅知协作节点到目标节点信道功率增益均值的情况下，协作节点间的功率分配方法，能很大程度地降低系统的中断概率，并且复杂度较低。

本发明通过以下技术方案实现，具体包括如下步骤：

步骤一：各协作节点在收到自源节点的消息后，各协作节点计算其SDP(Selection Decision Parameter，选取决定系数)系数，并以此判断其选取状态即是否能够参与通信第二阶段。

步骤二：各协作节点向源节点反馈其SDP系数以及选取状态。

步骤三：源节点根据反馈信息，对各协作节点进行功率分配，并广播功率分配信息。

步骤四：被选取的协作节点以分配到的功率向目标节点中继源信息。