专利名称：中继系统中信号的发送方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种中继系统中信号的发送方法、装置和系统。
背景技术：
在无线通信网络之中，通过中继节点协助进行发送不仅可以降低系统传输路径损耗，并且可以提高整个系统的吞吐量。这就使得整个系统的性能得到很大的提升。有关于中继节点协助传输的研究对于未来无线通信系统的研究是非常有意义的。目前有多种中继节点的传输策略，例如放大发送(Amplify-and-Forward，AF)和解码发送 (Decode-and-forward, DF)(或称译码发送)，部分DF等等。在系统功率受限的情况下，多个同时进行传输的中继节点之间的功率分配对系统性能的影响较大。以下就在两跳中继协作系统中，通过采用多个中继节点达到空间分集，来提高系统的性能的方案进行说明。该系统包括一个源端s，一个目的端d，以及m个中继节点1，2，. . .，m。源端在中继节点的协助下和目的端进行通信，传输信道采用时分正交，每个节点分配(m+1)个时隙中的一个。同时，假定对于多用户调度在基站端可以得到完全的信道状态信息(ChanneI-State-Information, CSI)。在传输的过程中，所有的中继节点都参加协作，中继方式为AF，整个传输过程分为 m+1个时隙第一个时隙，源端向目的端和m个中继节点广播信号，m个中继节点接收到源端所发送的信号后，对接收到的信号进行归一化，在接下来的m个时隙中，m个中继节点依次将归一化后的信号再以相同的功率传输到目的端，目的端再对接收信号进行合并。其中，源端与目的端采用直接链路连接，与中继节点采用广播链路连接，中继节点与目的端采用多址接入链接。发明人在实现本发明的过程中发现在整个传输过程中，所有中继节点使用相同的发送功率限制了系统性能。
发明内容
本发明实施例提供一种中继系统中信号的发送方法、装置和系统。本发明所提供的中继系统中信号的发送方法实施例可以通过以下技术方案实现根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定所述中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率；向所有中继节点发送各自中继节点的发送功率；或，向所述所有中继节点中部分中继节点发送所述部分中继节点中各自中继节点的发送功率，所述部分中继节点的发送功
率大于零。一种中继系统中信号的发送方法，包括中继节点获取源端的发送功率；
所述中继节点根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定中继系统总信噪比最大化时所述中继节点的发送功率；所述中继节点根据所述中继节点的发送功率向目的端发送信号。一种中继系统中信号的发送装置，包括功率确定单元，用于根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定所述中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率；功率发送单元，用于向所有中继节点发送各自中继节点的发送功率；或，向所述所有中继节点中部分中继节点发送所述部分中继节点中各自中继节点的发送功率，所述部分中继节点的发送功率大于零。一种中继设备，包括功率获取单元，用于获取源端的发送功率；发送功率确定单元，用于根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和源端的发送功率确定中继系统总信噪比最大化时所述中继节点的发送功率；信号发送单元，用于根据所述中继节点的发送功率向目的端发送来信号。一种中继系统中信号的发送系统，源端、目的端和中继节点，所述中继节点为本发明实施例中的中继设备，或者，所述源端为本发明实施例提供的的装置，或者，还包括第三方设备，所述第三方设备本发明实施例提供的装置。上述技术方案具有如下有益效果通过获取中继系统总信噪比最大化时中继节点的发送功率，实现中继节点功率的优化配置，提升中继系统性能。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其
他的附图ο
图1为本发明实施例中继系统结构示意图
图2为本发明实施例方法流程示意图3为本发明实施例应用举例示意图4为本发明实施例应用举例示意图5为本发明实施例应用举例示意图6为本发明实施例应用举例示意图7为本发明实施例应用举例示意图8为本发明实施例效果对比示意图9为本发明实施例装置结构示意图10为本发明实施例中继节点结构示意图
图11为本发明实施例系统结构示意图12为本发明实施例系统结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提出功率分配的方法以达到提升系统性能的目的；进一步地，本发明实施例在功率分配的基础上还提出了中继节点选择和功率分配的联合优化方法，进一步提升系统性能，上述联合优化方法应用网络效用最大化(Network Utility Maxiume, NUM) 方法，对系统需求进行建模，然后使用有效的凸优化解法来得到最优的功率分配方案，其性能优于只进行中继节点选择，或者只考虑功率分配。具体地，在功率分配方法实现后，获取到了中继节点发送来自源端信号的功率，联合优化方法则可以是中继节点发送来自源端信号的功率不为零，中继节点被选中参与发送；如果中继节点发送来自源端信号的功率为零，则中继节未被选中，不参与发送。从而在对中继节点间功率分配的同时，达到节点选择的目的。不仅实现了功率分配，也实现了中继节点的选择。上述功率分配方法应用NUM方法，对系统需求进行建模；将所建立的模型转化为凸优化模型；使用凸优化方法得到中继节点发送来自源端信号的功率；上述建模是NUM方法中的一部分，即以效用最大化进行建模。系统需求是指系统自身的各项指标以及要求，系统需求可以为约束条件和目标函数。约束条件包括系统功率限制，误码率限制等等；目标函数则是在特定的系统中，根据系统特性对需要进行优化配置的参量进行公式化为效用函数。可以以所需要优化的参量为变量，以系统容量作为效用，对系统容量进行最大化为目标的，这里面的变量和目标可以由用户根据自身要求或者是从系统的角度来考虑的，系统最优化的目标包括要达到系统的容量最大化，满足部分特定用户的需求，或者是系统传输过程中延时最小化，满足每个用户的需求能力相同等等。凸优化方法是一种比线性最优化的覆盖范围更加广泛的最优化工具。采用凸优化方法进行求解具有很多优势。首先，凸优化问题所覆盖的范围非常广泛，能够对复杂的最优化问题进行求解；其次，求解凸优化问题的相关解法已经比较成熟，凸优化问题可以通过使用内点算法以及其他适用于凸优化的算法得到可靠并且有效的求解。凸优化已经在很多领域中得到了应用，如将凸优化应用于解决多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, ΜΙΜΟ)系统天线选择问题，预编码等问题。本发明实施例一种中继系统中信号的发送方法，如图2所示，同时可参阅图1，包括201 根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定该中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率；源端的发送功率指源端发送信号的总功率，例如源端使用广播方式发送信号，则上述源端的发送功率为源端的广播功率；源端使用其他方式发送信号，则上述源端的发送功率可以为源端发往中继节点的所有信号的功率的和；对此本发明实施例不予限定。上述中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率则是指中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点发送信号使用功率的和。
根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定所述中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率包括根据中继系统总信噪比最大化满足的凸函数的二阶条件、中继节点的总发送功率小于等于中继系统总功率与源端的发送功率的差、中继节点的发送功率大于等于零且小于等于该中继节点的最大发送功率满足的线性条件，采用凸优化的方法确定中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率。
权利要求
1.一种中继系统中信号的发送方法，其特征在于，包括根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定所述中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率；向所有中继节点发送各自中继节点的发送功率；或，向所述所有中继节点中部分中继节点发送所述部分中继节点中各自中继节点的发送功率，所述部分中继节点的发送功率大于零。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定所述中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率包括根据中继系统总信噪比最大化满足的凸函数的二阶条件、中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率小于等于中继系统总功率与源端的发送功率的差、中继节点的发送功率大于等于零且小于等于该中继节点的最大发送功率满足的线性条件，采用凸优化的方法确定中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述各中继节点的发送功率由所述中继节点和所述源端之外的第三方设备确定；所述方法还包括所述第三方设备向源端发送所有中继节点的发送功率，所述源端向所述所有中继节点中发送功率大于零的中继节点发送信号。
4.一种中继系统中信号的发送方法，其特征在于，包括 中继节点获取源端的发送功率；所述中继节点根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定中继系统总信噪比最大化时所述中继节点的发送功率； 所述中继节点根据所述中继节点的发送功率向目的端发送信号。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述根据所述中继节点的发送功率向目的端发送信号包括若所述中继节点的发送功率大于零，根据所述中继节点的发送功率向目的端发送信号。
6.一种中继系统中信号的发送装置，其特征在于，包括功率确定单元，用于根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定所述中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率；功率发送单元，用于向所有中继节点发送各自中继节点的发送功率；或，向所述所有中继节点中部分中继节点发送所述部分中继节点中各自中继节点的发送功率，所述部分中继节点的发送功率大于零。
7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置为除所述中继节点和源端外的第三方设备，所述功率发送单元，还用于向源端发送所有中继节点的发送功率，所述源端向所述所有中继节点中发送功率大于零的中继节点发送信号。
8.—种中继设备，其特征在于，包括 功率获取单元，用于获取源端的发送功率；发送功率确定单元，用于根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和源端的发送功率确定中继系统总信噪比最大化时所述中继节点的发送功率； 信号发送单元，用于根据所述中继节点的发送功率向目的端发送来信号。
9.根据权利要求8所述中继设备，其特征在于，所述信号发送单元，还用于若所述中继节点的发送功率大于零，根据所述中继节点的发送功率向目的端发送信号。
10.一种中继系统中信号的发送系统，包括源端、目的端和中继节点，其特征在于，所述中继节点为权利要求8的中继设备，或者，所述源端为权利要求6中的装置，或者，还包括第三方设备，所述第三方设备为权利要求6或7的装置。
全文摘要
本发明实施例公开了中继系统中信号的发送方法、装置和系统，其中方法的实现包括根据中继系统中源端与目的端之间的所有中继节点的总发送功率和所述源端的发送功率，确定所述中继系统总信噪比最大化时各中继节点的发送功率；向所有中继节点发送各自中继节点的发送功率；或，向所述所有中继节点中部分中继节点发送所述部分中继节点中各自中继节点的发送功率，所述部分中继节点的发送功率大于零。通过获取中继系统总信噪比最大化时中继节点的发送功率，实现中继节点功率的优化配置，提升中继系统性能。
文档编号H04W52/24GK102316570SQ201010218679
公开日2012年1月11日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者俞锦, 王德胜, 蒋小奎 申请人:华中科技大学, 华为技术有限公司