[发明专利]一种基于空间调制的无线中继协作网络中功率分配方法

摘要

本发明提供了一种基于空间调制的无线中继协作网络中功率分配方法。针对协作空间调制系统，利用有效信噪比的概率密度函数和矩生成函数，给出了系统误比特率的理论表达式和渐进近似表达式。根据渐进近似表达式，以最小化误比特率为优化目标，提出了次优功率分配方案。经仿真验证，本发明所提出的功率分配方法相比于等功率分配方案，可有效降低系统误比特率，提高系统性能。

主权项

1.一种基于空间调制的无线中继协作网络中功率分配方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)首先给出协作空间调制系统的物理模型，该系统由含Nt根发送天线的源节点，含单根天线的中继节点以及含Nr根接收天线的目的节点构成，基于空间调制的基本思想，源节点在每一时隙只激活一根天线发送经调制后的信号，每一时隙传输的比特数为log2(NtM)，其中log2Nt比特用于确定被激活的发送天线序号，log2M比特用于M‑QAM的星座符号调制；(2)该协作系统的信息传输过程分为两个阶段，在阶段一，源节点通过被激活的发送天线将调制后的星座符号发往中继节点和目的节点，在阶段二，中继节点将在阶段一接收到的信号放大并转发至目的节点；(3)假设目的节点可获得完全信道状态信息，基于接收到的源节点发送的信号以及中继节点发送的信号，目的节点采用最大似然检测算法同时解调出被激活的发送天线序号和星座调制符号；(4)根据瑞利衰落信道下源到中继、源到目的以及中继到目的链路有效信噪比的概率密度函数(PDF)和累计分布函数(CDF)，得到矩生成函数(MGF)，由此得到系统误比特率Pe为Pe≈Pa+Pd‑PaPd其中Pa为假设星座符号检测正确时发送天线序号的检测错误概率，Pd为假设发送天线序号检测正确时星座符号的检测错误概率；(5)利用CDF在高信噪比下的近似表达式，得到MGF的近似表达式，进而得到Pe的渐进近似表达式；(6)利用步骤(5)得到的Pe近似表达式关于源节点的功率分配系数r1求导，根据此导数得到使得Pe近似值最小的功率分配系数。