[发明专利]一种适用于双向中继系统的自适应切换传输方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种适用于双向中继系统的自适应切换传输方法。

背景技术

双向中继是提升协作传输频谱效率的有效协议。在双向中继机制中，中继节点被配置在两个收发机之间用以建立两个方向的数据传输。近期关于双向中继的研究成果多关注多址多播(MABC，multiple access broadcast)接入方式。采用MABC方式接入的优势在于，两收发机能在2个时隙内完成两组信息符号的交换。

在包含两个收发机S₁、S₂，及一个中继节点R的双向中继传输模型中，若假定每个节点均配备一根天线并工作在半双工模式，则MABC接入方式包含两步：第一步，两个收发机S₁和S₂分别以功率P₁、P₂同时向中继节点发送数据，这称为多址接入(MAC)时隙；第二步，中继R对其在MAC时隙接收到的混合信号进行量化与网络编码后以功率P_R转发给两个收发机，这称为广播(BC)时隙。尽管每个收发机在时隙2接收到的都是混合信号，但由于各自都知道自己之前所发送的信息，通过自干扰消除处理后他们即可获得另一个收发机的数据。

为便于分析，假定网络中的每条链路均经历平坦慢衰落，并以h和g分别标记从中继R到收发机S₁和S₂之间的复对称信道系数。假设网络中所有的噪声样本均为独立同分布的加性高斯白噪声(AWGN)，服从分布并令α＝|h|²/σ²，β＝|g|²/σ²。将传输带宽单位化，则广播时隙中继R采用模拟网络编码(ANC)时S₁→S₂及S₂→S₁传输方向的频谱效率可分别表示为：

存在因子1/2是因为每信息符号的传输实际都占用两个时隙，导致每个方向上的频谱效率下降一半。此协议的双向可达和速率为

可以看到，尽管每个方向上的传输仍然遭受1/2的速率损失，半双工的限制在这里可以被利用来在两个终端之间建立一个双向的连接，使得系统的和速率得到提高，这是MABC接入方式的优势所在。

仔细分析上述传输机制即可发现，MABC接入方式存在本质缺陷，由于两收发机在时隙1同时发送数据，故而彼此不能通过直传链路直接接收到对方的消息，所以MABC接入方式不能充分利用直传链路；另一方面，在实际的双向通信中，通信双方的QoS(Quality-of-Service)需求通常是不同的，而MABC接入方式及其它已有的研究成果均未考虑到这一点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于双向中继系统的自适应切换传输方法，旨在解决多址多播接入方式不能充分利用直传链路、以及未考虑实际应用中双向传输QoS需求通常不对称的问题。

本发明是这样实现的，一种适用于双向中继系统的自适应切换传输方法，该适用于双向中继系统的自适应切换传输方法在信息数据传输开始前，依据两收发机对每个传输方向上的直传链路是否能够满足各自QoS需求的评估实现传输方案的选择与切换，在有直传链路能满足QoS需求的情况下充分利用直传链路的传输。

进一步，该适用于双向中继系统的自适应切换传输方法具体包括以下步骤：

步骤一，两收发机S₁、S₂利用无线信道相继广播导频序列及各自的发送功率值P₁、P₂，S₂、S₁在接收到对方发来的导频序列后分别估计直传链路的信道系数k；

步骤二，根据估计的信道状态信息及获取的功率值，S₁评估直传链路接收信噪比是否不小于自身的信噪比阈值，即判断是否满足P₂γ≥η₁；同理，S₂判断是否满足P₁γ≥η₂；