[发明专利]一种认知车联网协作通信系统的功率分配方法及系统

摘要

本发明公开了一种认知车联网协作通信系统的功率分配方法及系统。所述方法包括：首先，建立认知系统模型，获得第一信道衰落系数和第二信道衰落系数；然后，根据第一信道衰落系数，建立包含功率分配因子的中断概率模型，并计算包含功率分配因子的中断概率模型的概率值最小时对应的功率分配因子的值，作为初始功率分配因子；根据第二信道衰落系数，计算源节点的发送信号对主通信系统中的各节点产生的干扰信号功率，并确定限制功率分配因子；最后根据初始功率分配因子和限制功率分配因子确定最优功率分配因子；根据最优功率分配因子分配认知车联网协作通信系统的功率，并根据最优功率系数实现了功率的分配，提高了通信系统的性能。

主权项

1.一种认知车联网协作通信系统的功率分配方法，其特征在于，所述功率分配方法包括如下步骤：建立认知系统模型，所述认知系统模型包括源节点、中继节点和目的节点；计算所述认知系统模型中各个节点之间的信道衰落系数，获得第一信道衰落系数；所述第一信道衰落系数包括源节点和目的节点之间的信道衰落系数、源节点和中继节点之间的信道衰落系数和目的节点和中继节点之间的信道衰落系数；计算所述认知系统模型中源节点与主通信系统中各相关主节点之间的信道衰落系数和中继节点与主通信系统中各相关主节点之间的信道衰落系数，获得第二信道衰落系数；所述第二信道衰落系数包括源节点和第一主节点之间的信道衰落系数、源节点和第二主节点之间的信道衰落系数、中继节点和第一主节点之间的信道衰落系数和中继节点和第二主节点之间的信道衰落系数；根据所述第一信道衰落系数，计算源节点的发送信号对应的接收信号的信噪比；所述接收信号的信噪比为DF协议下中继节点的接收信号的信噪比和目的节点的接收信号的信噪比或AF协议下源节点的发送信号对应的目的节点的接收信号的信噪比；根据所述接收信号的信噪比，建立包含功率分配因子的中断概率模型；所述包含功率分配因子的中断概率模型为DF协议下的包括功率分配因子的中断概率模型或AF协议下的包括功率分配因子的中断概率模型；根据所述接收信号的信噪比，建立DF协议下的包括功率分配因子的中断概率模型，具体包括：根据DF协议下中继节点的接收信号的信噪比和目的节点的接收信号的信噪比，计算DF协议下的包括功率分配因子的中断概率模型为：P_out,DF＝Pr(γ_R＞g(r))Pr(γ_D1＜g(r))       +Pr(γ_R＜g(r))Pr(γ_D2＜g(r))     ＝Pr(α|h₁|²＞g(r)γ^‑1)Pr(α|h₀|²+β|h₂|²＜g(r)γ^‑1)       +Pr(α|h₁|²＜g(r)γ^‑1)Pr(α|h₀|²＜g(r)γ^‑1)其中，g(r)＝2^2r‑1，r表示数据传输速率；γ_R为中继节点接收信号的信噪比，γ_D1为第一信噪比，γ_D2为第二信噪比，α为源节点发送至中继节点的信号的功率分配因子，β表示中继节点发送至目的节点的信号的功率分配因子，h₁为源节点和中继节点之间的信道衰落系数，h₀表示源节点和目的节点之间的信道衰落系数，h₂表示目的节点和中继节点之间的信道衰落系数；γ＝P/N₀，P为总功率，N₀表示所有加性高斯白噪声的方差；根据所述接收信号的信噪比，建立AF协议下的包括功率分配因子的中断概率模型，具体包括：根据AF协议下目的节点的接收信号的信噪比，计算AF协议下的包括功率分配因子的中断概率模型为：计算包含功率分配因子的中断概率模型的概率值最小时对应的功率分配因子的值，作为初始功率分配因子；根据所述第二信道衰落系数，计算所述认知系统模型在信号传输过程中对主通信系统中的各主节点产生的干扰信号功率；根据所述干扰信号功率和预设的功率阈值，利用公式和确定限制功率分配因子α₀和β₀；其中,P_c为预设的功率阈值，h_S1为源节点和第一主节点之间的信道衰落系数，h_S2为源节点和第二主节点之间的信道衰落系数；h_R1为中继节点和第一主节点之间的信道衰落系数；h_R2为中继节点和第二主节点之间的信道衰落系数；根据所述初始功率分配因子和所述限制功率分配因子确定最优功率分配因子；具体包括：在DF协议下，利用公式和确定最优功率分配因子和在AF协议下，利用公式和确定最优功率分配因子和其中，和分别为在DF协议下的初始功率分配因子和在AF协议下的初始功率分配因子；d_SD表示源节点和目的节点之间的距离，d_SR表示源节点和中继节点之间的距离，d_RD表示中继节点和目的节点之间的距离；根据所述最优功率分配因子分配认知车联网协作通信系统的功率。