[发明专利]放大转发协作网络的中继选择与功率分配方法

权利要求书

1.放大转发协作网络的中继选择与功率分配方法，其特征在于，建立放大转发协作通信网络，所述放大转发协作通信网络包含一个源节点S，一个目的节点D以及N个备选中继R_k；传输过程分为两个阶段，第一阶段：源节点S向所有备选中继广播信号x；第二阶段：进行最佳中继选择和功率分配，被选择的最佳中继向目的节点D转发信息；

所述的第二阶段包括备选中继自主向源节点S反馈信息的过程、源节点S进行备选中继选择和功率分配的过程；

所述备选中继自主向源节点S反馈信息的过程包括如下两个步骤：

第一步，平均信道状态信息的比较，

假设源节点S与各备选中继发射功率相等，则S-R_k和R_k-D链路的瞬时接收信噪比γ_Sk＝P_S|h_Sk|²/N₀和γ_kD＝P_k|h_kD|²/N₀的相对大小仅与|h_Sk|²和|h_kD|²有关；P_S和P_k分别表示源节点和备选中继R_k的发射功率，|h_Sk|²和|h_kD|²分别表示S-R_k和R_k-D链路的瞬时信道状态信息，其均值即平均信道状态信息分别为β_Sk和β_kD，k＝1,2,...,N，N₀为噪声功率；由于系统中所有信道的平均信道状态信息均已知，因此各备选中继R_k，其中k＝1,2,...,N，首先对自己所在S-R_k和R_k-D链路的平均信道状态信息β_Sk和β_kD进行比较；

第二步，瞬时信道状态信息的反馈，

A、若比较结果为β_Sk≤β_kD，则备选中继R_k将S-R_k链路的瞬时信道状态信息|h_Sk|²反馈给源节点S；

B、若比较结果为β_Sk>β_kD，则R_k向目的节点D发送请求信号，令其反馈R_k-D链路的瞬时信道状态信息|h_kD|²；由于备选中继R_k本身已知S-R_k链路的瞬时信道状态信息|h_Sk|²，因此备选中继R_k将|h_Sk|²与|h_kD|²再进行比较，然后向源节点S反馈二者中的较小值。

2.如权利要求1所述的放大转发协作网络的中继选择与功率分配方法，其特征在于，所述源节点S进行备选中继选择和功率分配的过程包括如下两个步骤：

第一步，最佳中继的挑选

源节点S根据各备选中继反馈的瞬时信道状态信息，选择其中最大值所对应的备选中继做为最佳中继，即

Rk*=argmaxk=1,2,...,N{Yk}---(1)]]>

其中表示最佳中继；相应的，其和链路的瞬时信道状态信息和平均信道状态信息分别用表示；Y_k的值为

在传输的第二阶段，只有最佳中继向目的节点D转发信息；

第二步，源节点与最佳中继之间的功率分配

设系统总发射功率P_t一定，令功率分配因子为ζ,其中0<ζ<1，即源节点S的发送功率为P_S＝ζP_t，最佳中继的发送功率为具体分配方法如下：

A、若则源节点S仅已知统计信道状态信息和此时功率分配因子为

ζ=11+βSk*/βk*D---(3)]]>

B、若那么根据备选中继的反馈，源节点S已知瞬时信道状态信息和此时功率分配因子为

ζ=11+|hSk*|2/|hk*D|2---(4)]]>

也就是说，当第一跳的统计信道状态信息较小时，源节点S采用公式(3)进行源节点S与最佳中继间的功率分配，当第二跳的统计信道状态信息较小时，则采用公式(4)进行功率分配。