专利名称：基于df中继协议的联合功率分配的自适应m-qam方法
技术领域：
本发明涉及的是一种协作通信领域的方法，具体是一种基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法。
背景技术：
在协作通信系统中，由于无线信道的不稳定性，根据信道状态的优劣调整信号的发射速率及在各节点处进行功率优化分配可以有效地提高系统的吞吐量。已有的自适应速率控制及功率分配方案大多需要目的节点反馈信道瞬时状态信息(CISI =Channelinstantaneous state information),由此带来了巨大的系统开销。经对现有文献检索发现，相关文献如下I. Mesbah W 和 Davidson T N 在文献 “Joint power and resource allocationfor orthogonal ampIify-and-forward pairwise user cooperation(基于正交放大转发双用户协作系统中的联合功率和资源分配方法)” (IEEE InternationalConference on Acoustics，Speech and Signal Processing，Las Vegas, NV IEEE Press，2008. 3217-3220.)中考虑了基于AF协议的两用户协作通信网络中的信道资源和节点功率的联合优化分配，并推导出给定信道资源分配时最佳功率分配的闭式解。但AF协议要求目的节点获得所有的CISI，这大大增加了系统的开销。2. Zhang Nan,Ge Jian-hua和Gong Feng-kui在文献“SEP Analysis and OptimalPower Allocation of Multi-Node AmpIify-and-Forward Cooperation Systems (基于放大前传多中继系统的误符号率分析及最优功率分配方案)”(International Conferenceon Wireless Communications,Networking and Mobile Computing，Dalian，2008，1-5)中给出了基于AF协议多中继节点协作通信网络在高SNR下SER的近似解。根据此近似解，文中提出了节点间最佳功率分配方案，但是由于该方案基于放大转发协议，这同样需要大量的CISI交互信息。3. Nechiporenko T, Kalansuriya P 和 Tellambura C 在文献“Performance ofOptimum Switching Adaptive M-QAM for AmpIify-and-Forward Relays (基于放大转发协作系统最佳门限自适应 M-QAM 性能)”(IEEE Transaction on Vehicular Technology,2009,58(5) :2258-2268)中提出了单源单宿多中继的AF协作通信网络中基于CISI的自适应QAM调制方案，来进行自适应速率传输。但是该方法同样是基于大量CISI条件提出的。4. Su W，Sadek A K 和 Liu K J R 在文献” Cooperative Communications inWireless Networks Performance Analysis and Optimum Power Allocation(无线网络中的协作通信性能分析与功率优化分配)”(Wireless Personal Communications，2008，44(2) :181-217)中介绍了一种DF协议的单中继协作网络基于信道统计状态信息(CSSI :Channel statistic state information)的功率分配机制。该方法虽然避免了 CISI交互的巨大开销，但是仅仅局限于单中继节点的网络规模。.
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述不足，基于DF多中继节点协作通信网络，提供了一种基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法。本发明用于多中继节点协作通信网络中信息速率控制及功率分配，特别适用于块衰落通信环境中，能够以极小的性能损失来避免CISI交互所带来的巨大开销。本发明是通过以下技术方案实现的。一种基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，包括如下步骤第一步，在目的节点处利用最大比合并，可得目的节点在某一中继状态下的接收
信噪比为
权利要求
1.一种基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，包括如下步骤 第一步，在目的节点处利用最大比合并，可得目的节点在某一中继状态下的接收信噪比为
2.根据权利要求I所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述CISI下的误符号计算式为
3.根据权利要求I所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述CSSI下系统的误符号计算式为
4.根据权利要求I所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述CSSI下系统的误符号上界的闭式表达式
5.根据权利要求I所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述功率优化分配模型为
6.根据权利要求I所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述第一步中N = 2，m的取值为3、2、1、0。
7.根据权利要求I所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述第一步中若中继节点i能正确解码源节点信息参与协作，则h = I,否则IDi =O,其中 m = bn · 2n_1+......b2 · 2+b10
8.根据权利要求I或3所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述 η = 2，S2sa= S2sj2 = O. 30, δ 2s,d = O. 95，δ 21>d = O. 95, S22,d = 0.99。
9.根据权利要求I所述的基于DF中继协议的联合功率分配的自适应M-QAM方法，其特征在于，所述第七步中源节点QAM信号的大小M取值为4、16、64、256。
全文摘要
本发明公开了一种联合功率分配的自适应M-QAM通信方法，包括以下步骤在目的节点处利用最大比合并，得到目的节点在某一中继状态下的接收信噪比为γtot|B(m)；根据M-QAM误符号率公式可得B(m)的概率为Pr[B(m)]，进而可得CISI下的误符号率为SERsys；由节点间链路衰落相互独立，得到链路接收信噪比的联合分布概率密度函数Pr(γs，d，γs，1，…，γs，n，γ1，d，…，γn，d)；对CISI下系统SER表达式求数学期望，得到CSSI下系统SER函数忽略式微小项，得到目的节点处CSSI下系统SER上界的闭式表达式以最小化为目标，得到功率优化模型并用拉格朗日乘子法求得次优解；在次优功率分配下，源节点选择满足系统误符号率要求的最大M-QAM进行发送。
文档编号H04W52/46GK102625431SQ20121005896
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者何晨, 蒋铃鸽, 陈勇 申请人:上海交通大学