一种无线协作网络中继功率优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信物理层领域，尤其涉及一种无线协作网络中继功率优化方 法。
【背景技术】
[0002] 协作通信技术涉及的研宄范围和内容十分广阔，而由于无线资源非常稀缺，因此 中继功率分配通常是其中重要的研宄内容。
[0003] 功率控制问题首先出现在并行独立子信道系统容量的求解问题中，Gallager和 Cover等提出的著名的注水算法，该算法可以用于计算多入多出（MIMO)系统及正交频分复 用（OFDM)系统的信道容量等。而协作通信中的功率分配是针对不同的系统模型，依据某些 评判准则，考虑在不同的约束条件下将有限的功率在各通信链路上进行合理分配，能够更 高效地利用功率资源，进一步提高中继系统的性能。当前关于中继协作通信系统中功率分 配问题的研宄很多，出现了多种系统模型，而且也得出了很多成果。本方法研宄的是基于协 作压缩感知网络模型中的多中继节点功率分配问题。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种无线协作网络中继功率优化方法，本发明将多中继协作技术应 用到压缩感知技术中，在中继转发功率分配中采用最优中继功率分配策略，从而进一步提 高系统的信道容量，提升整个系统的性能，详见下文描述：
[0005] 一种无线协作网络中继功率优化方法，所述方法包括以下步骤：
[0006] 基于压缩感知理论构建大容量协作传输模型；
[0007] 对所述大容量协作传输模型进行功率优化，获取中继节点的最优功率分配系数表 达式，即获得了最优中继功率分配方法。
[0008] 所述大容量协作传输模型具体为：
[0009] 每个源节点、每个中继节点和目的节点均配置为单天线；源节点的总发射功率为 ps，中继节点的总转发功率为PK;
[0010] 假定源节点与中继节点之间的信道矩阵为A，j= ，ai表示第一时隙信号传 输的路径损耗，hsk表示源节点与中继节点之间的多径衰落；中继节点与目的节点之间的正 交信道矩阵为H，〃 = ，a2表示第二时隙信号传输的路径损耗，HKD表示中继节点与目 的节点之间的多径衰落。
[0011] 所述获取中继节点的最优功率分配系数表达式具体为：
[0012]
[0013] 其中，和<< 分别为第一时隙和第二时隙的信道噪声功率；N为源节点个数；
【主权项】
1. 一种无线协作网络中继功率优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 基于压缩感知理论构建大容量协作传输模型； 对所述大容量协作传输模型进行功率优化，获取中继节点的最优功率分配系数表达 式，即获得了最优中继功率分配方法。
2. 根据权利要求1所述的一种无线协作网络中继功率优化方法，其特征在于，所述大 容量协作传输模型具体为： 每个源节点、每个中继节点和目的节点均配置为单天线；源节点的总发射功率为Ps，中 继节点的总转发功率为Pk; 假定源节点与中继节点之间的信道矩阵为A，= ，a i表示第一时隙信号传输的 路径损耗，Hsk表示源节点与中继节点之间的多径衰落；中继节点与目的节点之间的正交信 道矩阵为H，，α 2表示第二时隙信号传输的路径损耗，Hkd表示中继节点与目的节 点之间的多径衰落。
3. 根据权利要求2所述的一种无线协作网络中继功率优化方法，其特征在于，所述获 取中继节点的最优功率分配系数表达式具体为：
其中，<和< 分别为第一时隙和第二时隙的信道噪声功率；N为源节点个数；
Hii为每个中继节点到目的节点的信道衰落系数;A υ为第j个源 节点到第i个中继节点间的信道衰落系数；λ为拉格朗日乘子。
【专利摘要】本发明公开了一种无线协作网络中继功率优化方法，所述方法包括以下步骤：基于压缩感知理论构建大容量协作传输模型；对所述大容量协作传输模型进行功率优化，获取中继节点的最优功率分配系数表达式，即获得了最优中继功率分配方法。本方法基于压缩感知，在保证信号能够准确重构的前提下，对基于压缩感知的多中继节点协作通信系统的功率分配作了讨论，得出了中继节点的最优功率分配系数表达式，获得了最优中继功率分配方法，从而提高信息的传输速率，节省能耗延长网络寿命，提高整个系统的性能。
【IPC分类】H04W72-08
【公开号】CN104540232
【申请号】CN201510036452
【发明人】付晓梅, 崔阳然, 宗群, 邢娜
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月23日