[发明专利]一种预测CSI的中继选择方法和系统

说明书

本发明涉及一种预测CSI的中继选择方法和系统，其中方法包括步骤S1，计算系统模型中所有链路的预测信噪比；步骤S2，根据步骤S1的计算结果，计算被选择的中继节点；在执行步骤S1之前，还可以包括步骤S0：计算系统模型中源节点和所有中继节点的发射功率。本发明采用预测CSI进行中继选择，有效克服了过时CSI对系统性能的影响，具有科学意义和应用价值；本发明在测量信噪比基础上加上特定分布的随机数生成预测信噪比，预测精度比直接预测信噪比高，操作简单、计算量少、精度较高；本发明提出的考虑功率资源公平分配的功率分配方法，并用于中继选择方法中，为解决协作通信中的公平问题提供了有益的参考。

技术领域

本发明涉及无线协作通信领域，尤其涉及一种预测CSI的中继选择方法和系统。

背景技术

协作分集是无线通信中对抗多径效应的有效方法，通过引入中继节点协助发送端与接收端之间的信息通信，使得传输路径得到共享，可以显著提高网络吞吐量和信息传输的可靠性。当可选的中继节点增多时，如何从众多的中继节点中选择合适的中继节点转发信息是非常重要的研究问题。中继选择不仅要考虑误码率、中断概率等性能指标，也要考虑资源的优化利用如功率分配等。

已有的中继选择和功率分配方法一般都建立在过时的信道状态信息(CSI，Channel Status Information)基础上，与中继转发时的CSI可能存在显著的差异。因此在中继选择和功率分配中引入预测信噪比能有效保障系统的性能。但是目前基于预测信噪比的中继选择和功率分配方法尚不多见，而且存在预测误差大、预测算法复杂等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是提供一种预测精度高的预测CSI的中继选择方法和系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种预测CSI的中继选择方法，包括以下步骤：

步骤S1，计算系统模型中所有链路的预测信噪比；

所述系统模型包括一个源节点S、一个目的节点D和N_relay个中继节点，其中N_relay≥1，记第i个中继节点为中继节点i，其中i＝1,2,...,N_relay，S_relay表示中继节点集，且S_relay＝{1,2,...,N_relay}，所述链路包括源节点S到所有中继节点之间的链路和所有中继节点到目的节点D之间的链路；源节点S到中继节点i之间的链路和中继节点i到目的节点D之间的链路构成中继链路i；a∈{1,2}，当a＝1时表示源节点S到中继节点i之间的链路，当a＝2时表示中继节点i到目的节点D之间的链路；

步骤S2，根据步骤S1的计算结果，计算被选择的中继节点。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，在执行步骤S1之前，还包括步骤S0：计算系统模型中源节点和所有中继节点的发射功率。

进一步地，步骤S1中，记源节点S到中继节点i之间链路或中继节点i到目的节点D之间链路的预测信噪比为γ_ai，则

其中为源节点S到中继节点i之间链路或中继节点i到目的节点D之间链路的测量信噪比，Δ_ai为服从概率密度函数为的分布的随机数，

其中表示源节点S到中继节点i之间链路或中继节点i到目的节点D之间链路的平均信噪比，ρ_ai表示源节点S到中继节点i之间链路或中继节点i到目的节点D之间链路的预测信道系数和测量信道系数的相关系数，表示自变量为的第一类零阶变形贝塞尔函数。

进一步地，步骤S2中，用i^*表示被选择的中继节点，则