[发明专利]基于机会中继的增量混合式译码放大转发协作方法

摘要

基于机会中继的增量混合式译码放大转发协作方法，属于无线数字传输技术领域。该系统包括一个信源节点，一个目的节点和N个中继节点，每个节点都配有一根天线，系统工作在半双工传输模式下，其通信过程分为两步。第一步，在信道的每个相干时间内，从N个中继节点中根据机会中继准则选择具有最佳信道条件的中继节点参与协作。第二步，通过对链路瞬时信噪比与相应设定信噪比门限值的比较，选择相应协作传输方式，即直接传输、译码转发传输和放大转发传输。本发明根据信道及中继节点条件来灵活地选择中继和协作方案，提高了协作中继系统的性能，降低了系统所需传输功率和误比特率。

主权项

1.一种基于机会中继的增量混合式译码放大转发协作方法，由以下系统来实现，该系统包括一个信源节点，一个目的节点和N个中继节点，所有节点均配有一根天线，系统工作于半双工模式下，从所有候选中继节点中根据机会中继准则选择出具有最佳信道条件的中继节点参与协作；通过对链路瞬时信噪比与相应设定信噪比门限值的比较，来选择直接传输、译码转发传输或者放大转发传输方式，该方法步骤如下：1）用R_i表示各候选中继节点，i=1,…,N，N表示候选中继节点的个数，根据机会中继准则将最佳中继节点R_b选择出来：b表示最佳中继节点在所有候选中继节点中的序号，min()表示取两个数中较小的值，arg表示求取得最大值时i的取值，和分别表示信源节点到中继节点的链路和中继节点到目的节点的链路上的瞬时信噪比，分别表示为另外γ_sd表示信源节点到目的节点的链路上的瞬时信噪比，可表示为γ_sd＝|h_sd|²P_S/N₀，其中P_S=δP和P_R=(1-δ)P分别表示信源节点和中继节点的发射功率，P为系统总功率，δ为功率分配因子，N₀表示均值为零的高斯随机噪声的方差，和h_sd分别表示信源节点到中继节点的链路、中继节点到目的节点的链路和信源节点到目的节点的链路的信道系数，均服从瑞利分布，瞬时信噪比γ_j(j∈{sd，sr_i，r_id})服从指数分布，其概率密度函数表示为其中γ表示链路瞬时信噪比，sd、sr_i和r_id分别表示信源节点到目的节点的链路、信源节点到中继节点的链路和中继节点到目的节点的链路，和分别表示信源节点到目的节点的链路、信源节点到中继节点的链路和中继节点到目的节点的链路上的平均信噪比，E(.)为期望值,设和分别表示信源节点到目的节点的链路、信源节点到中继节点的链路和中继节点到目的节点的链路路径衰落的影响,d_ij为节点i和j的距离，α∈[3,5]为路径衰落因子,通过上述准则选择出来的最佳中继节点将参与第二步通信过程中的协作传输；2）第一时隙，信源节点同时向中继节点和目的节点广播信号，转入步骤3）；3）目的节点比较信源节点到目的节点链路上的瞬时信噪比与对应链路上设定的信噪比门限值的大小，如果前者较大，则转入步骤4），否则转入步骤5）；4）如果信源节点到目的节点链路上的瞬时信噪比大于对应链路上设定的信噪比门限值，则中继节点无需参与协作，信源节点采用直接传输的方式，同时信源节点将在第二时隙发送新信息；5）如果信源节点到目的节点链路上的瞬时信噪比小于对应链路上设定的信噪比门限值，则最佳中继节点将参与协作，并转发接收到的信号，在最佳中继节点转发信号前，最佳中继节点将比较信源节点到最佳中继节点链路上的瞬时信噪比与对应链路上设定的信噪比门限值的大小，如果前者较大，则转入步骤6），否则转入步骤7）；6）如果信源节点到最佳中继节点链路上的瞬时信噪比大于对应链路上设定的信噪比门限值，则最佳中继节点在第二时隙将采用译码转发方式，目的节点利用最大比合并和相干解调技术将第一时隙和第二时隙收到的信息合并译码；7）如果信源节点到最佳中继节点链路上的瞬时信噪比小于对应链路上设定的信噪比门限值，则最佳中继节点在第二时隙将采用放大转发方式，目的节点利用最大比合并和相干解调技术将第一时隙和第二时隙收到的信息合并译码。