[发明专利]一种反馈受限下中继协同通信系统信息传输方法

权利要求书

1.一种反馈受限下中继协同通信系统信息传输方法，其特征在于，包括如下步骤：

源节点向中继节点发送信息，中继节点对所接收的信息进行解码，根据目的节点反馈的信道状态信息对解码后的信息进行预编码，最大化目标节点的接收信噪比，并计算预编码信道传输容量；

目的节点进行信道估计获取信道状态信息，将信道状态信息量化后反馈给中继节点，并计算反馈信道传输容量；

将预编码信道传输容量和反馈信道传输容量之差定义为有效容量，以最大化有效容量为目标，寻求最佳的反馈信道量化比特，将预编码后的信息转发到目的节点。

2.根据权利要求1所述的反馈受限下中继协同通信系统信息传输方法，其特征在于，所述预编码的具体方法如下：

设中继协同通信系统共有M个中继节点，D_n代表在第n个成功解码的中继节点集合，|D_n|代表集合D_n中的中继节点个数，权值向量为w_k表示第k个中继节点的权值，k＝1,2,3,…,|D_n|，权值向量w满足||w||＝1；

计算目的节点所估计到的第i个中继的信道状态信息量化实际值h_id：

式中：为信道状态信息量化值；h_ie为信道状态信息量化误差；

计算目的节点收到的信号的表达式：

式中：y_d表示目的节点d接收到的信号；P_s为中继节点总传输功率；w^T表示权值向量w的转置；H_d表示从中继节点到目的节点d真实的瞬时信道状态信息向量，表示信道状态信息量化值向量，H_e表示信道状态信息量化误差向量，x_s表示发送信号；n₀表示中继节点到目的节点处的噪声；

量化误差h_ie服从以0为均值、以为方差的高斯分布，得出目的节点的接收信噪比N₀为目的节点处的噪声功率；

构造预编码向量如下：

求出最佳权值分配向量

式中，γ_s表示平均信噪比，表示矩阵的最大特征值对应的特征向量，H代表共轭转置运算。

3.根据权利要求2所述的反馈受限下中继协同通信系统信息传输方法，其特征在于，所述接收信噪比的计算方法如下：

将最佳权值分配向量w_opt代入SNR_d的计算公式，得到如下公式：

其中，H代表共轭转置运算；

令A和B为厄米特矩阵，且B是正定矩阵；

定义B^1/2代表正定矩阵B的平方根，则

根据瑞利-里兹法，当最佳权值分配向量时，所述接收信噪比

其中：λ_max为矩阵B^-1A的特征值的最大值；为w_opt的共轭。

4.根据权利要求3所述的反馈受限下中继协同通信系统信息传输方法，其特征在于，所述预编码信道传输容量的计算方法如下：

将最佳权值分配向量w_opt代入香农公式，按照下式求出预编码信道传输容量：

其中：下标d代表目的节点，λ_max为矩阵B^-1A的特征值的最大值。