[发明专利]一种结合水声信道时间相关性的信道反馈方法

说明书

本发明提供的是一种结合水声信道时间相关性的信道反馈方法。本发明通过握手过程中的发送数据指令消息RTS获取过时的信道状态信息，通过计算测试信号Test信号和RTS信号估计的信道状态信息的相关性作为水声时变信道相关性，将相关系数作为一个影响因子，与子节点估计的信道状态信息相结合，通过一阶高斯‑马尔可夫模型计算得到最终的适用于时变水声信道的反馈CSI。本发明简单易行，计算量小，结合节点每个子载波上的相关系数，得到适用于时变水声信道的反馈CSI值。这种方法能有效的减少反馈CSI对资源分配性能的影响。

技术领域

本发明涉及的是一种水声自适应通信技术，具体地说是一种水声信道反馈方法。

背景技术

水声信道的时变、空变、频变特性使其成为复杂的快速变化的无线信道，为保证系统在各种信道条件下均能达到预期的性能，水声信道的调制和编码等参数往往釆用的是根据信道状态最差条件来设计的固定方式，这个导致信道容量无法得到充分利用。因此，如果能根据水声信道时-空-频变的特性，在信道估计的基础上，采用自适应调制和参数选择，适时地利用有利信道条件、规避不利信道条件，能使通信信道容量得以充分利用。相对于无线电领域，水声领域的自适应接入方法有一系列的难点。其中难点之一在于水声信道的时变性，在自适应系统中要根据信道状态作参数调整的，水声环境的随机时变导致信道状态不断变化，只有对信号自适应传输时刻的信道做出准确的判断，才可以保证自适应方法的有效性。由于信道中大的传输时延，大时延会导致反馈信息相对于真实传输时刻是一个过时的信道状态信息，这种过时的信息对水声自适应系统有怎样的影响也是一个研究的重点和难点。

已知的水声自适应OFDMA系统中，通常都假设信道在一段时间内是不变的，或者直接采用过时的信道状态信息进行反馈，例如，Seventh International Conference onUbiquitous and Future Networks杂志在2015年发表的“A heuristic resourceallocation method for underwater uplink OFDMA system”论文中提出了一种启发式的水声上行OFDMA系统的资源分配方法，其假设信道状态信息在信道估计和资源分配的这段时间是不变的；Journal of Communications&Networks杂志2016发表的“Adaptive OFDMAwith partial CSI fordownlink underwater acoustic communications”论文中以过时的统计平均信道状态信息作为反馈信道，但其性能并没有明显优于采用过时的瞬时信道状态信息进行反馈的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效减少反馈CSI对资源分配性能的影响的结合水声信道时间相关性的信道反馈方法。

本发明的目的是这样实现的：

第一步：获取过时的信道状态信息；

第二步：计算水声信道时间相关性；

第三步：结合信道时间相关性，计算用于反馈的信道状态信息；

第四步：根据反馈的信道状态信息进行资源分配。

本发明还可以包括：

1.所述的获取过时的信道状态信息是：每次完整的握手过程都通过RTS信号获得一个信道状态信息，其中每个通过RTS信号获得的信道状态信息都作为过时的瞬时信道状态信息。

2.所述的每次完整的握手过程具体包括：

主节点广播一个测试信号Test和一个请求发送数据指令消息RTS，每个数据节点根据接收到的RTS来估计信道；

每个子节点依据事先确定好的时序回复主节点一个准备发送指消息令CTS，其中估计到的信道状态信息CSI嵌入CTS被反馈回去，主节点根据收集到的所有节点的CSI，进行载波-功率-比特调制联合优化；