[发明专利]一种基于信道预测的中继选择方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线协作通信领域，尤其涉及一种基于信道预测的中继选择方法和系统。

背景技术

协作分集技术是一种在无线通信中对抗多径效应的有效方式，该技术通过引入中继节点来协助发送端与接收端之间的信息通信，使得传输路径得到共享，这样可以明显提高网络吞吐量和信息传输的可靠性。自适应调制是一种在无线通信衰落信道中提高数据率和频谱效率的强有力的技术手段。将协作通信技术与自适应调制技术相结合，不仅可以极大地提高系统的频谱效率，还可以明显地改善通信系统的其他性能。

获得良好的自适应调制性能需要发射端提供准确的信道状态信息(CS I)。早先的研究中对自适应调制系统的设计和其性能的评价是基于完美信道状态信息(CSI)的假设，但在实际的系统中，因为存在计算和传播的延迟使得这些延迟的CSI变成过时的，因此这种假设是有缺陷的。一种有效的解决办法是采用信道预测，现有的研究已有不少信道预测的方法。有的研究采用无偏维纳预测器估计当前的信道状态，有的采用长范围信道预测器，还有的采用基于导频符号协助调制的信道预测等等。这些预测方法虽然具有一定的准确性和可行性，但是由于实际中的移动通信环境也存在快时变的情形，使得信道预测成为一个困难的问题，现有的预测方法不能很好地预测信道的快速、突然变化。因此，非常有必要研究新的适应信道快时变性的信道预测方法，并将这些方法创新性地应用到自适应调制协作通信系统中去。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于信道预测的中继选择方法和系统，用于准确预测信道快速、突然的变化。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于信道预测的中继选择方法，包括以下步骤：

步骤S1，对系统模型中每条链路的即时信噪比进行平滑处理；

所述系统模型包括一个源节点S、一个目的节点D和含N_relay个DF类型的中继节点集S_relay＝{1,2,...,N_relay}；

所述链路包括源节点S到第i个中继节点之间的链路和第i个中继节点到目的节点D之间的链路，其中从源节点S经过第i个中继节点到达目的节点D的一整条链路称为中继链路i，其中i∈S_relay；

用a表示中继链路的前段或后段，a∈{1,2}，当a＝1时，表示源节点S到第i个中继节点之间的链路，当a＝2时，表示第i个中继节点到目的节点D之间的链路；

步骤S2，根据平滑处理的结果，计算每条链路的预测信噪比；

步骤S3，根据预测信噪比，计算并选取特定中继节点i^*；

步骤S4，确定源节点S处和特定中继节点i^*处的调制阶数。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，步骤S1中，用表示对每条链路通过信道估计得到的即时信噪比进行平滑处理得到的结果，其中n表示现在时刻，s表示滞后于现在时刻的时间，且s＝0,1,2,...,(N_sam-1)，N_sam表示每条链路已知的即时信噪比样本数，N_sam≥L_max+1，L_max表示预测范围，为大于或等于1的整数。

进一步地，步骤S2中，用表示n+L_max时刻的预测信噪比，用L表示超前于现在时刻的时间，且L＝1,2,...,L_max-1,L_max，则其中

l＝L-p-1；

C_p＝μ_n+l-λ_n+l-1，