[发明专利]适用于AF中继系统的传输方法

说明书

本发明提出了一种适用于AF中继系统的传输方法，信源节点传输导频信号给目的节点和中继节点，两者分别根据接收到的信号估计接收信噪比，然后把估计结果通过反馈链路反馈给信源节点，从而选择信息传输方式：信源节点直传信号至目的节点，或者信源节点通过中继节点将接收到的信号放大后转发到目的节点。其中，后者选出目的节点接收信噪比大于某一固定信噪比门限值所对应的中继节点集合，这样可以保证主链路通信质量的可靠性。同时，在候选中继节点集合中，选择使得系统能量效率最大的中继节点传输，即可保证通信系统的能耗。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体为一种适用于AF中继系统的传输方法。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的发展，通信规模日益增大，通讯业务呈多样性、多元化趋势发展，然而通信产业的频谱资源已供不应求，对网络终端设备的低能耗和网络环境延长生命周期的需求增长。在保证通信质量的前提下，主要通过提高通信网络的能效来降低能耗，或采用能量收集技术来缓解能源短缺的问题。在“绿色通信”概念下提出的无线协能(SWIPT)技术，作为无线信息传输和无线能量传输两种技术的延伸，旨在信息解码和能量采集时使用相同的无线信号。协作多中继技术作为5G的重要技术，在节点能量受限的情况下，基于时隙切换的SWIPT中继接收机辅助传输，不仅能保障系统的可靠性，还能有效提高系统频谱利用率。

目前应用于多中继系统的传输方案并不多，主要有以下两种方案，都存在着各自的缺陷。

第一种是基于max-min选择准则的中继选择方案，即在通过第一跳链路(S→R_k)的瞬时信噪比γ_sk与通过第二跳链路(R_k→D)的瞬时信噪比γ_kd之间选出数值更小的瞬时信噪比；然后，再比较各个中继节点选出的瞬时信噪比，找出数值最大的瞬时信噪比，该瞬时信噪比所对应的中继即为选择出的中继。max-min方案能动态保证较差一跳链路的通信质量，并进而提高传输速率；但是并没有开发利用系统最佳的通信路径，其信道传输的可靠性仍然有待提高。

第二种是随机选择方案。即利用无线信道的随机变化的特性，随机选择一个中继节点R_k*协助传输。在无线衰落信道服从独立同分布情况下，该方案能实现较好的接收性能。然而，当无线衰落信道存在相关性，或者服从非同分布情况下，该方案的接收性能较差。

需要进一步指出的是，上述两种中继选择方案仅仅考虑了系统的可靠性问题，并没有考虑系统的能量效率问题。通信网络中的大部分设备(如中继、移动用户等)是需要外界电池供能的，而电池容量有限，一旦电量耗尽需要通过充电的方式以保证设备继续工作，但多数情况下传统的充电方式难以实现，如极端的天气条件和恶劣的环境(高温高压下的WSN)等。另外，电池本身会老化，因此需要定期更换。电池的更换过程需要大量的人力、物力，而旧电池的处理不当还会污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种适用于AF中继系统的传输方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种适用于AF中继系统的传输方法，具体步骤为：

步骤1：信源节点在内以功率P_s发送信号x，目的节点和中继节点分别接收到此信号，其中α为时间转换因子，T为传输总时间，0≤α≤1；

步骤2：目的节点根据接收到的信号估计接收信噪比，并将估计结果反馈给信源节点，信源节点根据估计接收信噪比选择相应信息传输方式，具体为：当估计接收信噪比大于第一门限，信源节点直接将信息传输至目的节点，完成信息传输，否则，进行步骤3；

步骤3：信源节点传输信号至中继节点，在(1-α)T内，中继节点采集能量；在内，中继节点接收信号，并对接收信息信号进行放大之后在内转发至目的节点；