一种mimo协作通信系统的中继选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及移动通信技术领域，具体设及一种MIM0协作通信系统的中继选择方 法。
【背景技术】
[0002] MIM0(多入多出）协作通信系统在很大程度上不同于单天线协作通信系统，采用 与之相适应的中继选择技术才能体现其优势。到目前为止，人们在开展中继选择方法研究 中很少考虑链路自适应传输的因素，尤其是将快速链路自适应和慢速链路自适应同时与 MIM0中继选择结合起来考虑，更是少见。然而现实系统中，大部分系统都采用链路自适应传 输技术。鉴于快、慢速链路自适应各自的特点，在MIM0中继选择中考虑不同类型链路自适 应因素是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明所提供的方案用于解决采用链路自适应技术进行数据传输的MIM0协作通 信系统的中继选择问题，本发明的特点在于；（1)在MIM0协作通信系统的中继选择中融合 了快、慢速链路自适应技术的选择，在保证系统差错符号概率的同时，有效降低了系统的信 令开销；(2)本发明采用了TAS-MRC技术，在保证系统分集增益的同时，降低了系统实现复 杂度，具有现实可行性；（3)本发明适用于多种衰落信道，既可W用于译码转发协作通信系 统，也可W用于放大转发协作通信系统，中继链路可W分段自适应，也可W统一调制技术， 具有很好的灵活性和通用性。
[0004] -种MIM0协作通信系统的中继选择方法，所述方法包括：
[000引 （1)判断信道类型，根据判定的信道类型确定Wf、诚')、嫂''哺结的表达式； 其中：Wf、和为混合伽玛分布参数，h为伽玛分量的序号。
[0006] (2)确定快速链路自适应时的最大比合并信噪比口限r思^ W及慢速链路自适应 时的最大比合并信噪比口限7^^^。中继链路1采用快速链路自适应时的最大比合并信噪比 口限分别为当取不同值时根据下述公式计算得到的丫准；
[0007]
[000引其中：皆、嫂为中继链路i采用的调制方式中相邻I和Q符号之间判决距离的 一半；；；）表示合流超几何函数；Tp为快速链路自适应时的条件符号差错概率口限；
[0009] 中继链路i采用慢速链路自适应时的最大比合并信噪比口限7,分别为当 =M^ 取不同值时根据下述公式计算得到的一值；
[0010]
【主权项】
1. 一种ΜΙΜΟ协作通信系统的中继选择方法，所述方法包括： (1) 判断信道类型，根据判定的信道类型确定<7)、《);7)、肩〃}和於〇的表达式；其 中：<7)、和^^为混合伽玛分布参数，h为伽玛分量的序号； (2) 确定快速链路自适应时的最大比合并信噪比门限以及慢速链路自适应时的 最大比合并信噪比门限 (3) 根据YdP E值，确定中继链路i分别采用快速链路自适应和慢速链路自适 应时的矩形X Mg] QAM调制级数，其中A/f = ;对于快速链路自适应，当 A e (-时，中继链路i通信中断；当7,· e 且P = 1，…，Nm-I时，M⑴ =4P;当κ e ,+〇〇)时，似ω = 4#? ;对于慢速链路自适应，当/,· e (- 〇〇,/(f-s)时，中继链 路 i 通信中断；当 ^ f ；)且 P = 1，…，Nm-I 时，M⑴=4 p;当 f e (^二+?；)时， M<n = 44 ;其中：γπ为源节点到中继节点i之间链路的经过最大比合并处理后的信噪 比，y2i为中继节点i到目的节点之间链路的经过最大比合并处理后的信噪比，γ 1取γ u 和y2i中的较小值，K为中继链路i经过最大比合并处理后的平均信噪比；P = ι，···，νμ，νμ 是调制级数的数目；7^4为中继链路i采用快速链路自适应时的最大比合并信噪比门限； 为中继链路i采用慢速链路自适应时的最大比合并信噪比门限； (4) 对于中继链路i，比较快速链路自适应时的调制级数与慢速链路自适应时的调制 级数的大小，选取较大调制级数对应的链路自适应技术为该中继链路确定的链路自适应技 术；当两者相等时，选取慢速链路自适应为该中继链路确定的链路自适应技术； (5) 对于所有中继链路，选取具有最大调制级数的中继链路所对应的中继节点为数据 转发的中继节点。
2. 根据权利要求1所述的方法，所述中继链路i采用快速链路自适应时的最大比合并 信噪比门限/?Γ7分别为当如不同值时根据下述公式计算得到的丫雇：
其中：为中继链路i采用的调制方式中相邻I和Q符号之间判决距离的一半； ;;)表示合流超几何函数；rF为快速链路自适应时的条件符号差错概率门限； 所述中继链路i采用慢速链路自适应时的最大比合并信噪比门限;分别为当 JWf = 取不同值时根据下述公式计算得到的K值：
其中
Γ s为慢速链路自适应时的条件符号差错概率门限，且 当为正整数时，
当为正的非整数时，
上述公式中，
，
为正数，1^[ ·]为拉普拉斯逆变 换运算，为任意节点i的接收分支数目， 分 iyMRC 别为各接收分支平均信噪比的函数；任意接收分支的平均信噪比进一步用下述公式描述： -该接收分支平均信噪比）。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：对于所有中继链路，当存在两个或两个以 上具有最大调制级数的中继链路所对应的中继节点时，优选采用慢速链路自适应的中继节 点进行数据转发。
4. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：对于所有中继链路，当存在两个或两个以 上具有最大调制级数的中继链路所对应的中继节点时，优选采用节点负荷最小的中继节点 进行数据转发。
5. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：对于所有中继链路，当存在两个或两个以 上具有最大调制级数的中继链路所对应的中继节点时，优选采用节点负荷最小且采用慢速 链路自适应的中继节点进行数据转发。
6. 根据权利要求2所述的方法，还包括：当在源节点到中继节点i之间链路与中继节 点i到目的节点之间链路上采用不同QAM调制技术时，对于源节点到中继节点i之间链路 取Y iS γ u，对于中继节点i到目的节点之间链路取YiS γ 2i。
7. 根据权利要求3所述的方法，还包括：当在源节点到中继节点i之间链路与中继节 点i到目的节点之间链路上采用不同QAM调制技术时，对于源节点到中继节点i之间链路 取Y iS γ u，对于中继节点i到目的节点之间链路取YiS γ 2i。
8. 根据权利要求4所述的方法，还包括：当在源节点到中继节点i之间链路与中继节 点i到目的节点之间链路上采用不同QAM调制技术时，对于源节点到中继节点i之间链路 取Y iS γ u，对于中继节点i到目的节点之间链路取YiS γ 2i。
9. 根据权利要求5所述的方法，还包括：当在源节点到中继节点i之间链路与中继节 点i到目的节点之间链路上采用不同QAM调制技术时，对于源节点到中继节点i之间链路 取Y iS γ u，对于中继节点i到目的节点之间链路取YiS γ 2i。
10. 根据权利要求2所述的方法，其中所述/；_°〇^值，对于瑞利信道：
-;其中：
为 歹/<L,分别减去第1个，…，第悉个接收分支的平均信噪比的值。
【专利摘要】本发明公开了一种MIMO协作通信系统的中继选择方法，本发明的特点在于：(1)在MIMO协作通信系统的中继选择中融合了快、慢速链路自适应技术的选择，在保证系统差错符号概率的同时，有效降低了系统的信令开销；(2)本发明采用了TAS-MRC技术，在保证系统分集增益的同时，降低了系统实现复杂度，具有现实可行性；(3)本发明适用于多种衰落信道，既可以用于译码转发协作通信系统，也可以用于放大转发协作通信系统，中继链路可以分段自适应，也可以统一调制技术，具有很好的灵活性和通用性。
【IPC分类】H04W40-22
【公开号】CN104768202
【申请号】CN201510220888
【发明人】肖琨, 何杰
【申请人】广西师范大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年5月4日