[发明专利]基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法

摘要

本发明公开了一种联合功率分配的自适应M-QAM通信方法，包括以下步骤：在目的节点处利用最大比合并，得到目的节点在某一中继状态下的接收信噪比为γ_tot|_B(m)；根据M-QAM误符号率公式可得B(m)的概率为Pr[B(m)]，进而可得CISI下的误符号率为SER_sys；由节点间链路衰落相互独立，得到链路接收信噪比的联合分布概率密度函数Pr(γ_s，d，γ_s，1，…，γ_s，n，γ_1，d，…，γ_n，d)；对CISI下系统SER表达式求数学期望，得到CSSI下系统SER函数忽略式微小项，得到目的节点处CSSI下系统SER上界的闭式表达式以最小化为目标，得到功率优化模型并用拉格朗日乘子法求得次优解；在次优功率分配下，源节点选择满足系统误符号率要求的最大M-QAM进行发送。

主权项

1.一种基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，在目的节点处利用最大比合并，可得目的节点在某一中继状态下的接收信噪比为其中，γ_s，d为源节点到目的节点的信噪比、γ_i，d为中继节点i到目的节点间的信噪比，B(m)＝(b₁，b₂，……，b_n)代表所有中继节点的一个协作状态；第二步，由于各中继节点正确解码与否是相互独立的，根据M-QAM误符号率公式可得B(m)的概率为由全概率公式可得CISI下的误符号率为SER_sys，其中，γ_s，i为源节点到中继节点1间的接收信噪比；第三步，经瑞利信道传输信号的接收信噪比γ_s，i服从均值为的指数分布，且各节点间链路衰落相互独立，所以各链路接收信噪比的联合分布概率密度函数为：Pr(γs,d,γs,1,...,γs,n,γ1,d,...,γn,d)=1γ‾s,de-γs,dγ‾s,dΠi=1n(1γ‾s,ie-γs,iγ‾s,i)Πi=1n(1γ‾i,de-γi,dγ‾i,d),]]>其中γ‾s,i=E[γs,i]=Psδs,i2N0,]]>γ‾i,d=E[γi,d]=Piδi,d2N0,]]>E[x]表示对求x求期望，P_s和P_i分别为源节点和第i个中继节点处的发射功率，δ²_s，i为源节点到中继节点i的信道系数方差，δ²_i，d为中继节点i到目的节点的信道系数方差，δ²_s，d为源节点到目的节点间信道系数方差；第四步，由于CISI下系统SER表达式是各链路接收信噪比的函数，对其求数学期望，可得CSSI下系统SER函数第五步，当信噪比足够大时，可以忽略式括号内的常数1以及负数项，可以得到目的节点处CSSI下系统SER上界的闭式表达式第六步，记P₀＝P_s且整个网络节点发射信号总功率为P_t，以最小化为目标，可得功率优化模型：minSER‾ub]]>s.t.Σi=0nPi=Pt,]]>用拉格朗日乘子法求得其次优解；第七步，源节点QAM信号的大小M取一定值时，利用求得的次优功率分配条件下的四个误符号率上界，在满足系统误符号率要求的前提下，源节点选择最大M-QAM进行发送。