[发明专利]认知双向中继网络的自适应优化方法及系统

说明书

技术领域

本发明设计通信技术领域，特别涉及一种认知双向中继网络的自适应优化方法及系统。

背景技术

认知无线电是未来无线网络的关键技术之一。通过频谱共享，认知无线电能极大地提高频谱效率，是缓解频谱资源紧张的有效举措.一个共存式频谱共享系统，在保证主用户服务质量（quality of service，QoS）的前提下，无论频谱是否被主用户占用，次用户都可以接入授权网络。但是，由于次用户的发送功率受到严格限制，次用户的传输质量很难得到保证。如何提高次用户性能成为研究的热点。

中继技术能有效地扩大信号的覆盖范围，提高传输质量，是第四代（4G）无线通信的关键技术之一。相对于传统的单向中继，双向中继技术能进一步提高频谱效率。因此，将双向中继技术和认知无线电结合起来，就成为提高次用户性能的可靠手段。

认知双向中继网络有望在未来的无线通信标准中出现。认知双向中继网络主要通过频谱共享来提高频谱资源的利用效率，同时引入双向中继技术提升次用户的通信质量。双向中继技术的引入带来两个好处：1.相对于传统的单向中继，可以进一步提高频谱效率；2.能保证次用户的传输质量。但是目前对于优化认知双向中继网络性能的方法还很少，这是需要解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种认知双向中继网络的自适应优化方法，该方法可有效保证认知双向中继网络的数据传输可靠性。

本发明还提出了一种认知双向中继网络的自适应优化系统。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种认知双向中继网络的自适应优化方法，所述认知双向中继网络包括多个节点，所述多个节点至少包括主用户节点、次用户节点和中继站节点，所述方法包括以下步骤：设定所述主用户节点的干扰温度和所述次用户节点的中断概率门限值；估计得到所述认知双向中继网络中各个节点的信道状态信息；通过预设中断概率快速评估方法，利用所述各个节点的信道状态信息计算所述认知双向中继网络的中断概率；比较所述中断概率和所述中断概率门限值；以及如果所述中断概率小于所述中断概率门限值，则通过所述认知双向中继网络传输数据，否则调整所述认知双向中继网络的传输速率以降低所述认知双向中继网络的中断概率。

根据本发明实施例的方法，可以与网络预先设定的传输质量要求进行对比，如果评估的中断概率超过网络的设计要求，就可以通过实时调整次用户的传输速率，来降低系统的中断概率，保证网络传输的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的认知双向中继网络的自适应优化方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述通过预设中断概率快速评估方法，利用所述各个节点的信道状态信息计算所述认知双向中继网络的中断概率，具体包括：对预设个数的时隙的中断概率进行评估；根据对所述预设个数的时隙的中断概率的评估结果计算得到所述认知双向中继网络的中断概率。

在一些示例中，所述预设个数为3。

在一些示例中，所述认知双向中继网络为采用时分广播传输模式的认知双向中继网络。

在一些示例中，所述次用户节点在用于数据传输过程时分为三个等时隙，并采用时分广播模式进行数据传输，所述中继站节点用于数据传输过程时，采用译码转发模式。

本发明第二方面的实施例一种认知双向中继网络的自适应优化系统，所述认知双向中继网络包括多个节点，所述多个节点至少包括主用户节点、次用户节点和中继站节点，所述系统包括：设定模块，用于设定所述主用户节点的干扰温度和所述次用户节点的中断概率门限值；估计模块，用于估计得到所述认知双向中继网络中各个节点的信道状态信息；中断概率计算模块，用于通过预设中断概率快速评估方法，利用所述各个节点的信道状态信息计算所述认知双向中继网络的中断概率；以及比较模块，用于比较所述中断概率和所述中断概率门限值；传输控制模块，用于在所述中断概率小于所述中断概率门限值时，控制所述认知双向中继网络传输数据，否则调整所述认知双向中继网络的传输速率以降低所述认知双向中继网络的中断概率。

根据本发明实施例的系统，可以与网络预先设定的传输质量要求进行对比，如果评估的中断概率超过网络的设计要求，就可以通过实时调整次用户的传输速率，来降低系统的中断概率，保证网络传输的可靠性。

另外，根据本发明上述实施例的认知双向中继网络的自适应优化系统还可以具有如下附加的技术特征