[发明专利]双向中继系统的联合自适应调制编码和功率分配方法

摘要

本发明公开了一种双向中继系统的联合自适应调制编码和功率分配方法。在基站、中继和用户终端在总发射功率受限的条件下，以最大化系统吞吐量为目标，得到最优化的功率分配。然后依据信道的状态信息选择最优的调制编码，为节省能量，对剩余功率做再分配。本发明基于网络编码的双向中继系统具有容量高传输准的特点，引入了自适应调制编码和功率分配后不仅保留了系统传统特点，而且减少了功率的浪费，提高了系统的实际吞吐量。

主权项

1.一种双向中继系统的联合自适应调制编码和功率分配方法，其特征在于：基站功率，中继功率和用户终端功率在总发射功率受限的条件下，选择使得系统容量最大化的发射功率，然后根据链路的信噪比选择调制编码方式，最后对剩余功率做再分配，具体包括如下步骤：1.1）、在第一个时隙基站发送信号x₁到中继，同时移动的用户终端发送信号x₂到中继；1.2）、在第二个时隙，中继将接收到的叠加信号y₃=h₁x₁+h₂x₂+n₃进行网络编码，这里的网络编码过程为信号的叠加，将信号放大后转发给基站和用户终端，转发信号为x₃=αy₃；中继的放大系数为其中h₁基站到中继的信道信息，h₂为中继到用户终端的信道信息，n₃为终端的噪声；1.3）、基站接收的信号减去已知的信号x₁得到用户终端减去已知信号x₂得到新的信号为所以基站的接收信噪比为用户终端的接收信噪比为其中n₁为基站的噪声，n₂为中继的噪声，p₁为基站的发射功率，p₂为中继的发射功率；1.4）、依据香农公式，系统可达的最大容量为Rsum=12log(1+α2|h1|2|h2|2p2α2|h1|2+1)+12log(1+α2|h1|2|h2|2p1α2|h2|2+1),]]>在功率受限的条件下p₁+p₂+p₃≤p_tot利用拉格朗日乘数法可以得到一个最优解，其中p_tot为总发射功率，p₃为用户终端的发射功率；1.5）、引入自适应调制编码后，调制编码的选择是根据信噪比来确定的，信噪比所属的区间与调制方式存在一一对应的关系，而区间的划分取决于信噪比的切换门限，该切换门限与目标误码率有关，此时，信噪比的取值不再是连续的，取值范围变为不同调制编码对应的门限值(γT0,...,γTn,...,γTN),n=0,1,...,N,]]>为切换门限，为目标误码率；1.6）、结合步骤1.4）和1.5）对功率进行再分配。