[发明专利]一种基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法

权利要求书

1.一种基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法，其特征是：

步骤一：获取过时的信道状态信息；

步骤二：计算水声时变信道相关性；

步骤三：结合信道相关性，进行水声时变信道下的联合子载波比特功率分配，具体包括：

1、设置所有的节点初始化载波分配因子和分配的比特数为0，设置每个节点的数据量为0，目标误比特率为：

其中P_E为目标误比特率设定值；

目标数据量R_target为：

R_target＝R_l

其中R_l为目标数据量设定值；

载波能耗为：

P[u,k]＝0

其中P[u,k]为u子载波k在用户u上的能耗，ΔP[u,k]为每加载1bit所需额外消耗的能量，式中星座映射因子g(.)写为：

信道子载波相关性为：

其中ρ[k；n₁,n₂]代表子载波k在时间序列n₁和n₂之间的时间相关性，代表子载波k在时间序列n上的信道增益向量，E(.)代表期望计算，var(.)代表方差计算；

2、结合信道相关性，节点轮询加载比特到对应载波上

检查节点u没有被其他节点使用的载波，找出其中使得比特加载能耗最小的两个载波和且ΔP[u,k₁]ΔP[u,k₂]，比较和的子载波相关性，若ρ[k₁；n₁,n₂]≥ρ[k₂；n₁,n₂]，则选择子载波进行分配，否则选择子载波进行分配；

如果第一次选择该载波，则其他节点不能再使用载波且

其中为子载波分配因子，如分配了子载波则为1，反之为0；

相反如果载波被节点u选择过，更新载波上的比特数和能耗信息：

其中:

3、计算每个节点功率倍数因子β[u,k]：

4、根据最终得到的子载波分配因子调制比特数功率倍数因子β[u,k]的最优值进行资源分配。

2.根据权利要求1所述的基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法，其特征是所述的获取过时的信道状态信息具体包括：

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。

3.根据权利要求2所述的基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法，其特征是所述的每次完整的握手过程包括：

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嵌入CTS被反馈回去，主节点根据收集到的所有节点的信道状态信息，进行载波-功率-比特调制联合优化；

主节点广播最优分配方案和数据包，分配方案是嵌入数据包前面的一个声明消息ANC，则每个节点接收到ANC后，物理层依据最优方案解调本节点的数据。

4.根据权利要求3所述的基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法，其特征是：所述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过程中，Test信号和RTS信号相隔3秒。

5.根据权利要求1至4任何一项所述的基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法，其特征是所述的计算水声时变信道相关性具体包括：

通过计算Test信号和RTS信号估计的信道状态信息的相关性作为时变信道相关性，时变信道相关性作为判断信道时变快慢的依据。

6.根据权利要求5所述的基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法，其特征是所述的时变信道相关性表示为：

以时间序列n₃为参考，在时间序列n₁与n₂间的信道相关性ρ[k；p_n；n_i,n_j]在第k个子载波上的值为：

其中代表第k个子载波在时间序列n_i上的增益向量，E(.)代表期望计算，var(.)代表方差计算。