[发明专利]一种端到端功率分配方法、装置、全双工中继系统及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种端到端功率分配方法，其特征在于，应用于全双工中继系统，所述方法包括如下步骤：

S1：计算所述全双工中继系统的中断性能参数在不同自干扰消除条件下的端到端中断概率；

S2：利用信源发射功率和中继发射功率的制约关系设定功率分配因子β，所述功率分配因子为所述中继发射功率和总发射功率的比值；

其中，所述功率分配因子用于表示所述全双工中继系统中信源与中继节点之间的发射功率分配情况，所述总发射功率为所述信源发射功率和所述中继发射功率之和；

S3：基于所述端到端中断概率与所述功率分配因子的关系，以所述功率分配因子为优化变量，构建系统端到端可靠性能对应的优化问题；

S4：利用梯度下降优化算法对所述优化问题迭代求解，得到目标函数局部最优解，并结合解析分析方法验证所述目标函数局部最优解为目标函数全局最优解；

S5：基于所述目标函数全局最优解实施所述全双工中继系统的功率分配，所述目标函数全局最优解用于标识最小化所述端到端中断概率对应的最佳功率分配方案；

所述优化问题表示为：

s.t.P_S+P_R＝P

P_S＝(1-β)P

P_R＝βP

其中，Op为所述端到端中断概率，P为总功率，P_S为所述信源发射功率，P_R为所述中继发射功率，β为所述功率分配因子。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述总功率P为定值时，所述优化问题表示为：

其中，δ_r,d为中继-信宿信道系数的分布参数，δ_s,r为信源-中继信道系数的分布参数，R₀为目标速率，δ_SI为中继自干扰信道系数的分布参数，μ为自干扰消除效率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

步骤S11：在t时隙时，所述信源产生新信号x(t)，并以功率P_s传输给所述中继节点，获取t时隙中继节点R解码概率情况；

当链路状态为H₁时，中继节点R解码成功的概率为

当链路状态为H₀时，中继节点R处解码失败的概率为

其中，P₀₁表示时隙t时系统链路状态为H₀且时隙t+1系统链路为H₁情况下的转移概率；P₁₀表示时隙t时系统链路状态为H₁且时隙t+1时系统链路为H₀情况下的转移概率；

步骤S12：在t+1时隙，所述信源产生新信号x(t+1)并传输至所述中继节点处，中继节点尝试解码，若t时隙系统链路状态为H₀，则所述中继节点处无环路自干扰；若t时隙系统链路状态为H₁，则所述中继节点将已成功解码信号x(t)以功率P_R传输给信宿，所述信宿尝试解码x(t)，获取所述信宿成功解码x(t)的概率P_d；

步骤S13：利用公式O_p＝π₀+π₁(1-P_d)计算所述端到端中断概率。