[发明专利]一种最优功率分配方法及系统

说明书

本发明涉及一种最优功率分配方法及系统，其中所述方法为，首先，建立以半双工模式运行的多用户TWR‑AF协作时分双工系统，主要通过考虑到具有自适应调制的多用户TWR‑AF系统，分别分析了在信道估计误差和过时信道状态信息下，基站和所选移动台处理信号与干扰加噪声比的累积概率密度函数。然后，得出平均频谱效率和中断概率的精确近似形式，进一步提出了自适应系统的渐进性能。最后，基于最大化近似平均吞吐量的准则，给出一种最优功率分配方案，降低信道估计误差和过时信道状态信息的影响。数值结果表明，本发明提出的功率分配方案优于常见的功率分配方案。

技术领域

本发明涉及一种最优功率分配方法及系统，属于通讯技术领域。

背景技术

在现代无线通信网络中，保证所需的服务质量的同时越来越需要更高的吞吐量。自适应双向中继是一种满足此类需求的有前途的技术，因为它可以克服由于半双工传输导致的频谱效率损失，并根据时变信道条件自适应的选择调制和编码级别。

在信号传输过程中，无论是何种传输，源端都需要对接收信号进行自干扰消除才能得到对方的信号，但在实际通信系统中，尚未解决信道估计误差和过时信道状态信息对具有自适应调制的多用户TWR-AF系统性能的影响。

发明内容

发明目的：提供一种降低信道估计误差产生系统性能影响的方法及系统，以解决现有技术上的问题，进一步的目的是提出基于最大化近似平均吞吐量的准则，提出一种最优功率分配方案，降低信道估计误差和过时信道状态信息的影响。

技术方案：一种最优功率分配方法及系统，其中一种最优功率分配方法包括以下步骤：

步骤一、建立以半双工模式运行的多用户TWR-AF协作时分双工系统，且该系统由基站、固定的放大转发中继节点和若干个移动台组成；

所有终端均配备单个天线，以半双工的模式在基站BS与移动台MS通过固定的放大转发中继节点R进行信息的传播与交互，其中信息的交互由两个阶段组成，分别为多用户选择阶段和数据交互阶段，其中数据交互阶段分为两个时隙。

步骤二、分别分析多用户选择阶段和数据交互阶段产生的变化，通过累计概率密度函数和概率密度函数的呈现，借助自适应离散速率调制的多用户TWR-AF系统的平均频谱效率和中断概率评判发现系统性能，，并利用基于信道统计信息的最优功率分配技术，减少系统性能影响；

其中，在多用户选择阶段，中继R使用估计器，根据从移动台MS接收到的导频信号估计中继R和移动台MS之间的信道，然后中继R根据估计信道和多用户调度标准选择一个移动台，这个移动台和基站之间进行信息交互，中继R广播调度指令通知选中的移动台为数据传输做好准备，未选中的其他移动台则保持静默状态；

在数据交互阶段，基站与移动台的通信规定于两个时隙之中，在时隙1时，基站和移动台分别将导频信号和数据传输到中继站，中继R根据接收到的信号估计BS-R链路和R-MS链路的信道；第时隙2时，中继站上的接收信号被增益G放大，然后被通过无错反馈信道转发到基站和选定的移动台；

BS和MS_k的端到端SINR都随链路R-MS_k信道增益的增加而增加，这激励R选择具有最大估计信道增益到最大总和容量的MS；MS_k需要一个时间延迟才能知道它被选中与BS交换消息；利用不等式，可以最大化C_p(γ₀,γ₁,γ₂)的下限以获得最佳功率分配，即可以将最优问题表示为：

s.t.γ₀+γ₁+γ₂＝γ_tot