[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

说明书

本发明提供的是一种基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法。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，将相关系数作为权重值，与反馈的信道状态信息一起作为分配依据，进行自适应资源分配。本发明简单易行，计算量小，针对具体的节点，比较每个载波上的相关系数大小，对于相关系数较小的载波而言，其作为自适应分配的依据有效性较低。这种方法能有效的减少时变水声信道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通信网络技术，具体地说是一种自适应资源分配方法。

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 CommunicationsNetworks杂志2016发表的“Adaptive OFDMAwith partial CSI for downlink underwater acoustic communications”论文中提出了一种水声下行OFDMA系统的联合子载波比特功率资源分配方法，但该资源分配方法并未考虑水声信道时变的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能有效减少时变水声信道对资源分配性能的影响的基于水声时变信道相关性的自适应资源分配方法。

本发明的目的是这样实现的：

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