專利名稱：通信中繼終端及其中繼選擇與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通信中繼終端，及其針對采用模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼選擇與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化方法，特別涉及一種通信中繼終端及其最小化網(wǎng)絡(luò)總功率的方法。
背景技術(shù)：
雙向中繼通信網(wǎng)絡(luò)利用無線信道的廣播特性，并且借助于中繼的轉(zhuǎn)發(fā)，可以大大地提高傳輸速率，減小誤碼率，降低復(fù)雜度，擴(kuò)大覆蓋范圍，尤其是可以改善頻譜利用率。所以中繼無線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為無線通信領(lǐng)域的重要課題。采用模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)，由于具有傳輸協(xié)議簡單又容易實現(xiàn)，且具有良好的傳輸效果，受到人們的極大關(guān)注。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，多個中繼出現(xiàn)在了中繼通信中，因而相應(yīng)地出現(xiàn)了各種各樣的中繼選擇技術(shù)。在中繼網(wǎng)絡(luò)中，通常在兩個端節(jié)點之間存在多個中繼節(jié)點，選擇不同的中繼個數(shù)會影響到系統(tǒng)性能和實現(xiàn)復(fù)雜度。由于選擇多個中繼節(jié)點的策略將會提高對節(jié)點間同步精度的要求以及增加信令開銷，所以選擇單個中繼節(jié)點成為了較為折中的方案。并且，通過有效地功率分配，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。在許多情況下，中繼通信網(wǎng)絡(luò)需要在給定的服務(wù)質(zhì)量(quality of service, QoS)下最小化網(wǎng)絡(luò)總功率，因為該功率分配方案對于在ad hoc網(wǎng)絡(luò)、傳感網(wǎng)絡(luò)等這一類網(wǎng)絡(luò)中降低電池?fù)p耗、延長網(wǎng)絡(luò)壽命等具有較高的現(xiàn)實意義。因此，將中繼選擇和功率分配相結(jié)合成為了新的研究課題，不同的中繼選擇和功率分配聯(lián)合優(yōu)化策略可以不同程度地提高系統(tǒng)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決這樣一類問題，即在存在多個中繼的采用模擬網(wǎng)絡(luò)編的網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)所需的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，選擇單個最優(yōu)中繼并對發(fā)射節(jié)點與參與合作的中繼節(jié)點進(jìn)行最優(yōu)功率分配，以實現(xiàn)最小化網(wǎng)絡(luò)總功率。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的提供一種通信中繼終端，且該終端建立了一種針對采用模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼選擇與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化策略，可以使得在滿足一定服務(wù)質(zhì)量的前提下，中繼網(wǎng)絡(luò)的總功率達(dá)到最小。本發(fā)明提供的通信中繼終端，包括一用于發(fā)送信號的信號發(fā)送器和一用于接收信號的信號接收器；還包括
一信道評估器，用于評估第一節(jié)點和中繼節(jié)點間與第二節(jié)點和中繼節(jié)點間的信道瞬時道信息；
一參數(shù)設(shè)置器，用于設(shè)置第一節(jié)點和第二節(jié)點所需要的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)；一中繼選擇器，用于根據(jù)所述信道評估器評估的瞬時信道信息以及所述參數(shù)設(shè)置器所需要的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，選擇一個最優(yōu)中繼節(jié)點；
4一功率分配器，用于根據(jù)所述信道信息、所需的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)以及所述已選擇的最優(yōu)中繼節(jié)點，計算所述第一節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值、所述第二節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值和所述最優(yōu)中繼節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值，并將所述優(yōu)化發(fā)送功率值分別發(fā)送給所述第一節(jié)點、第二節(jié)點和所述最優(yōu)中繼節(jié)點。 較佳地，根據(jù)所述信道評估器評估出的瞬時信道信息和所述參數(shù)設(shè)置器所設(shè)第一節(jié)點和第二節(jié)點的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)
η和&，選擇一個最優(yōu)通信中繼節(jié)點，其選擇準(zhǔn)則為
權(quán)利要求
1.一種通信中繼終端，包括一用于發(fā)送信號的信號發(fā)送器和一用于接收信號的信號接收器，其特征在于，所述終端還包括一信道評估器，用于評估第一節(jié)點和中繼節(jié)點間與第二節(jié)點和中繼節(jié)點間的信道瞬時道信息；一參數(shù)設(shè)置器，用于設(shè)置第一節(jié)點和第二節(jié)點所需要的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)； 一中繼選擇器，用于根據(jù)所述信道評估器評估的瞬時信道信息以及所述參數(shù)設(shè)置器所需要的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，選擇一個最優(yōu)中繼節(jié)點；一功率分配器，用于根據(jù)所述信道信息、所需的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)以及所述已選擇的最優(yōu)中繼節(jié)點，計算所述第一節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值、所述第二節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值和所述最優(yōu)中繼節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值，并將所述優(yōu)化發(fā)送功率值分別發(fā)送給所述第一節(jié)點、第二節(jié)點和所述最優(yōu)中繼節(jié)點。
2.如權(quán)利要求1所述的通信中繼終端，其特征在于，根據(jù)所述信道評估器評估出的瞬時信道信息和所述參數(shù)設(shè)置器所設(shè)第一節(jié)點和第二節(jié)點的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)Yi和，選擇一個最優(yōu)通信中繼節(jié)點，其選擇準(zhǔn)則為
3.如權(quán)利要求2所述的通信中繼終端，其特征在于，根據(jù)所述信道信息、第一節(jié)點和第二節(jié)點所需的服務(wù)質(zhì)量參數(shù) ■!和G以及所述已選擇的最優(yōu)中繼節(jié)點，對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行功率分配，計算得所述第一節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值、所述第二節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值、所述最優(yōu)中繼節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值以及整個網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化發(fā)送功率值，依次為
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的通信中繼終端,其特征在于，所述通信中繼終端米用模擬網(wǎng)絡(luò)編碼。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的通信中繼終端，其特征在于，所述已選中繼和第一節(jié)點與已選中繼和第二節(jié)點間的信道瞬時信息為瑞利分布。
6.如權(quán)利要求1一5之一所述的通信終端采用中繼選擇與功率分配聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，具體步驟包括步驟S01，所述信道評估器根據(jù)信號接收器評估所述發(fā)射節(jié)點與接收節(jié)點和中繼節(jié)點間的信道信息；步驟S02，所述參數(shù)設(shè)置器設(shè)置所需要的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)；步驟S03，用于根據(jù)所述信道評估器評估的瞬時信道信息以及所述參數(shù)設(shè)置器所需要的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，選擇一個最優(yōu)中繼節(jié)點，然后進(jìn)入步驟S04 ；步驟S04，用于根據(jù)所述信道信息、所需的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)以及所述已選擇的最優(yōu)中繼節(jié)點，計算所述第一節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值、所述第二節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值、所述最優(yōu)中繼節(jié)點的優(yōu)化發(fā)送功率值以及整個網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化發(fā)送功率值，并將所述優(yōu)化發(fā)送功率值分別發(fā)送給所述第一節(jié)點、第二節(jié)點和所述最優(yōu)中繼節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通信中繼終端及其中繼選擇與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化方法。本發(fā)明的通信中繼終端包括一信道評估器，一參數(shù)設(shè)置器，用于設(shè)置第一節(jié)點和第二節(jié)點所需要的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)；一中繼選擇器，用于選擇一個最優(yōu)中繼節(jié)點；一功率分配器，用于計算有關(guān)優(yōu)化發(fā)送功率值，并將所述優(yōu)化發(fā)送功率值分別發(fā)送第一節(jié)點、第二節(jié)點和最優(yōu)中繼節(jié)點。所述通信中繼終端建立了針對使用模擬網(wǎng)絡(luò)編碼的雙向中繼網(wǎng)絡(luò)的中繼選擇與功率分配的聯(lián)合優(yōu)化方法，可以在滿足一定服務(wù)質(zhì)量的前提下，使中繼網(wǎng)絡(luò)的總功率達(dá)到最小。
文檔編號H04W52/34GK102395188SQ201110354748
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者朱宇, 龔渝鈞 申請人:復(fù)旦大學(xué)