[发明专利]一种基于空间调制的无线中继协作网络中功率分配方法

权利要求书

1.一种基于空间调制的无线中继协作网络中功率分配方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)首先给出协作空间调制系统的物理模型，该系统由含N_t根发送天线的源节点，含单根天线的中继节点以及含N_r根接收天线的目的节点构成，无线信道被建模为瑞利信道，基于空间调制的基本思想，源节点在每一时隙只激活一根天线发送经调制后的信号，每一时隙传输的比特数为log₂(N_tM)，其中log₂N_t比特用于确定被激活的发送天线序号，log₂M比特用于M-QAM的星座符号调制；

(2)该协作系统的信息传输过程分为两个阶段，在阶段一，源节点通过被激活的发送天线将调制后的星座符号发往中继节点和目的节点，在阶段二，中继节点将在阶段一接收到的信号放大并转发至目的节点，即源节点发送的信号会经过直达链路和中继放大转发这两条链路到达目的节点；

(3)假设目的节点可获得完全信道状态信息，基于接收到的源节点发送的信号以及中继节点发送的信号，目的节点采用最大似然检测算法同时解调出被激活的发送天线序号和星座调制符号；

(4)针对上述系统，根据瑞利衰落信道下源到中继、源到目的以及中继到目的链路有效信噪比的概率密度函数(Probability Distribution Function，PDF)和累计分布函数(Cumulative Distribution Function,CDF)，得到矩生成函数(Moment GeneratingFunction，MGF)，由此得到系统误比特率P_e为P_e≈P_a+P_d-P_aP_d

其中P_a为假设星座符号检测正确时发送天线序号的检测错误概率，P_d为假设发送天线序号检测正确时星座符号的检测错误概率；

(5)利用累计分布函数在高信噪比下的近似表达式，得到矩生成函数的近似表达式，进而得到误比特率Pe的渐进近似表达式；

CDF的近似表达式为：

其中ψ(·)为双伽马函数，MGF的近似表达式为：

P_d的近似表达式，

P_a的近似表达式

(6)利用步骤(5)得到的P_e近似表达式关于源节点的功率分配系数r₁求导，根据此导数得到使得P_e近似值最小的功率分配系数。

2.如权利要求1所述的基于空间调制的无线中继协作网络中功率分配方法，其特征在于：当N_r＝1时，根据P_e的近似表达式关于源节点的功率分配系数r₁的导数，利用梯度下降法得到使得P_e近似值最小的次优功率分配系数；当Nr≥2时，将Pe的近似表达式关于r1进行求导，再令其等于零，求解后即可得到次优功率分配系数的闭式解。