[发明专利]通信中继终端及其中继选择与功率分配的联合优化方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种通信中继终端，及其针对采用模拟网络编码的双向中继网络的中继选择与功率分配的联合优化方法，特别涉及一种通信中继终端及其最小化网络总功率的方法。

背景技术

双向中继通信网络利用无线信道的广播特性，并且借助于中继的转发，可以大大地提高传输速率，减小误码率，降低复杂度，扩大覆盖范围，尤其是可以改善频谱利用率。所以中继无线通信网络已经成为无线通信领域的重要课题。采用模拟网络编码的双向中继网络，由于具有传输协议简单又容易实现，且具有良好的传输效果，受到人们的极大关注。

为了进一步提高系统的性能，多个中继出现在了中继通信中，因而相应地出现了各种各样的中继选择技术。在中继网络中，通常在两个端节点之间存在多个中继节点，选择不同的中继个数会影响到系统性能和实现复杂度。由于选择多个中继节点的策略将会提高对节点间同步精度的要求以及增加信令开销，所以选择单个中继节点成为了较为折中的方案。

并且，通过有效地功率分配，可以进一步提高系统的性能。在许多情况下，中继通信网络需要在给定的服务质量（quality of service, QoS）下最小化网络总功率，因为该功率分配方案对于在ad hoc网络、传感网络等这一类网络中降低电池损耗、延长网络寿命等具有较高的现实意义。

因此，将中继选择和功率分配相结合成为了新的研究课题，不同的中继选择和功率分配联合优化策略可以不同程度地提高系统性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决这样一类问题，即在存在多个中继的采用模拟网络编码的网络中，根据网络所需的服务质量（QoS），选择单个最优中继并对发射节点与参与合作的中继节点进行最优功率分配，以实现最小化网络总功率。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：提供一种通信中继终端，且该终端建立了一种针对采用模拟网络编码的双向中继网络的中继选择与功率分配的联合优化策略，可以使得在满足一定服务质量的前提下，中继网络的总功率达到最小。

本发明提供的通信中继终端，包括一用于发送信号的信号发送器和一用于接收信号的信号接收器；还包括：

一信道评估器，用于评估第一节点和中继节点间与第二节点和中继节点间的信道瞬时道信息；

一参数设置器，用于设置第一节点和第二节点所需要的服务质量参数；

一中继选择器，用于根据所述信道评估器评估的瞬时信道信息以及所述参数设置器所需要的服务质量参数，选择一个最优中继节点；

一功率分配器，用于根据所述信道信息、所需的服务质量参数以及所述已选择的最优中继节点，计算所述第一节点的优化发送功率值、所述第二节点的优化发送功率值和所述最优中继节点的优化发送功率值，并将所述优化发送功率值分别发送给所述第一节点、第二节点和所述最优中继节点。

较佳地，根据所述信道评估器评估出的瞬时信道信息和所述参数设置器所设第一节点和第二节点的服务质量参数                                                和，选择一个最优通信中继节点，其选择准则为：

，

其中和分别为第个中继和第一节点，与第个中继和第二节点间的信道瞬时信息；且根据惯例，服务质量参数和为第一节点和第二节点的接受信噪比。

较佳地，根据所述信道信息、第一节点和第二节点所需的服务质量参数和以及所述已选择的最优中继节点，对网络节点进行功率分配，计算得所述第一节点的优化发送功率值、所述第二节点的优化发送功率值、所述最优中继节点的优化发送功率值以及整个网络的优化发送功率值，依次为：

，

，

，

；

较佳地，所述通信中继终端采用模拟网络编码。

较佳地，所述已选中继和第一节点，已选中继和第二节点间的信道瞬时信息为瑞利分布。

本发明提出的针对双向中继网络的中继选择与功率分配的联合优化方法，具体步骤为：

步骤S01，所述信道评估器根据信号接收器评估所述发射节点与接收节点和中继节点间的信道信息，然后进入步骤S02；

步骤S02，所述参数设置器设置所需要的服务质量参数，然后进入步骤S03；

步骤S03，根据所述信道评估器评估的瞬时信道信息以及所述参数设置器所需要的服务质量参数，选择一个最优中继节点，然后进入步骤S04；