[发明专利]协同通信系统中的发送功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种协同通信系统中的发送功率分配方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

多输入多输出（MIMO）系统由于在系统的发送端和接收端配置了多根天线，从而获得了明显的空间分集与复用增益，提高了系统的容量，然而，随着集成电路技术和制造工艺的发展，移动终端变得越来越微型化，由于尺寸和制造成本的限制，同时要克服相干距离的影响，在移动终端配置多副天线变得很困难。近年来，在多用户通信环境中采用协同通信技术，使得配置单副天线的各临近移动用户可按照一定方式共享彼此的天线、协同发送信号，产生一种类似于多天线发送的虚拟环境，获得空间分集增益，提高系统的传输性能。

放大转发是协同通信系统中一种最简单的协同传输方式。在放大转发方式中，中继节点对接收到的信号进行放大，然后转发给目的节点，目的节点对接收到的来自源节点和各中继节点的信号进行合并，以此获得分集增益，放大转发方式复杂度较低、易于实现，在实际的通信系统中更为实用。然而，现有的协同通信系统的等发送功率分配方法，在源节点与各中继节点之间分配相等的发送功率,该方法虽然相对简单，但是，由于没有考虑各节点在网络中的各异性，并不能够充分利用系统资源、无法实现发送功率在多中继协同通信系统的各发送端进行有效配置。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种协同通信系统中的发送功率分配方法，该方法在消耗相同总发送功率的情况下，能降低多中继放大转发协同通信系统的误码率，提高协同通信系统传输的可靠性。

为了达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种协同通信系统中的发送功率分配方法，其特征在于，该方法在协同通信系统中设定总发送功率恒定，通过系统误码率与系统参数之间的关系，计算系统误码率，当系统误码率取得最小值时，各中继节点和源节点以分配到的发送功率，用直接传输方式或放大转发的方式向目的节点发送信息，其具体步骤为：

 (2)、根据上述系统的误码率，计算直接传输与协同传输的各支路的瞬时信噪比，计算协同通信系统误码率与源节点与目的节点、源节点与第个中继节点、第个中继节点与目的节点之间的信道状态参数之间的关系；

(3)、由上述关系可以得到，协同通信系统误码率与步骤(2)中所述各信道状态参数之间的关系式，该关系式是以源节点和第个中继节点发送功率为变量的凹函数，将协同通信系统误码率与信道状态参数之间的关系式对第个中继节点的发送功率求导数，当该导数值为零时，协同通信系统的误码率达到最小值，计算源节点与各中继节点的发送功率； 

(4)、将源节点与各中继节点分配到的发送功率以直接传输或放大转发的方式向目的节点发送信息。

上述步骤(2)所述的计算直接传输与协同传输的各支路的瞬时信噪比，计算协同通信系统误码率与源节点与目的节点、源节点与第个中继节点、第个中继节点与目的节点之间的信道状态参数之间的关系，其具体步骤如下：

(2-1)、计算直接传输与协同传输各传输支路的瞬时信噪比，其具体为：

(2-2)、计算协同通信系统误码率与源节点与目的节点、源节点与第个中继节点、第个中继节点与目的节点之间的信道状态参数之间的关系，其具体如下：

上述步骤(3)所述的当协同通信系统误码率最小值时，计算源节点与各中继节点的发送功率，其具体如下：

本发明的一种协同通信系统中的发送功率分配方法与现有技术相比较具有的优点如下：在协同通信时，该方法的功率分配比源节点与各中继节点分配相同发送功率的等功率分配方法相比，能够降低多中继放大转发协同通信系统误码率，提高协同通信系统传输的可靠性，降低计算复杂度且网络信令负荷较低。

附图说明

图1是本发明的一种协同通信系统中的发送功率分配的结构示意图；

图2是本发明的一种协同通信系统中的发送功率分配方法的流程图；

图3是采用本发明的方法（图中标记为“最佳分配”）获得的系统误码率与现有的协同通信系统的等发送功率分配方法获得的系统误码率与信噪比的比较曲线图； 

图4是在不同低信噪比情况下，采用本发明的方法获得的系统误码率随系统中中继节点数目变化的误码率性能曲线图；