專利名稱：一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的凸優(yōu)化功率配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線中繼系統(tǒng)功率分配技木，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的凸優(yōu)化功率配置方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)編碼最初應(yīng)用在有線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，帶來(lái)系統(tǒng)資源利用率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量的提高[1]，而且在無(wú)線通信中具有更廣闊的應(yīng)用前景，但是無(wú)線信道的廣播特性帶來(lái)的多經(jīng)衰落，噪聲使得無(wú)線信號(hào)傳輸性能惡化。空間分集技術(shù)在抗衰落方面有很大的優(yōu)勢(shì)，但是它對(duì)節(jié)點(diǎn)的體積，硬件，價(jià)格有著較高的要求，在很多應(yīng)用場(chǎng)合都不現(xiàn)實(shí)，所以推動(dòng)了協(xié)作分集技術(shù)的產(chǎn)生及研究[2_4]。在無(wú)線環(huán)境中經(jīng)常將兩者結(jié)合以獲取較優(yōu)的系統(tǒng)性能[5_6]?，F(xiàn)有技術(shù)的缺陷是文獻(xiàn)[5]網(wǎng)絡(luò)編碼和協(xié)作技術(shù)降低了系統(tǒng)的中斷概率，但文 獻(xiàn)[5]假設(shè)所有節(jié)點(diǎn)的錯(cuò)誤概率一致，沒(méi)有考慮基于節(jié)點(diǎn)的信道狀態(tài)信息進(jìn)行功率分配。文獻(xiàn)[6]研究了有限域上的網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作，引入了差錯(cuò)控制碼，提高了系統(tǒng)的分集増益，但沒(méi)有考慮到協(xié)作節(jié)點(diǎn)的功率分配。文獻(xiàn)[7]基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作通信系統(tǒng)，從機(jī)會(huì)協(xié)作的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，提升了能量利用率，但也沒(méi)考慮節(jié)點(diǎn)的功率分配。在多數(shù)的協(xié)作系統(tǒng)中，各節(jié)點(diǎn)的能量都是有限的，為了在有限能量下獲得最佳系統(tǒng)性能，雖然源節(jié)點(diǎn)與伙伴節(jié)點(diǎn)之間的功率分配問(wèn)題受到廣泛關(guān)注か1'但都未提出一個(gè)行之有效的最佳方案。無(wú)法在保證系統(tǒng)總發(fā)射功率W—致的條件下，難以保證系統(tǒng)的中斷容量。
背景技術(shù)：
參考文獻(xiàn)[I]Ahlswede R, Cai Ning, Li S Y R, and Yeung Rff. Network informationflow[J]. IEEE Transactions on Information Theory,2000,46 (4):1204 - 1216.[2]Laneman J N, Wornell G ff. Distributed space-time-coded protocols forexploiting cooperative diversity in wireless networks[J]. IEEE Transactions onInformation Theory, 2003, 49 (10):2415-2425.[3] Hunter T, Sanayei S, Nosritania A. Outage analysis of codedcooperation[J]. IEEE Transaction on information Theory,2006,52 (2):375-391.[4]Laneman J N, Tse D N C, Womell G ff. Cooperative diversity in wirelessnetworks: Efficient protocols and outage behavior[J].IEEE Transaction oninformation Theory,2004, 50(12):3062-3080.[5]Chen Yingda, Kishore S, Li Jing. Wireless Diversity through NetworkCoding[C]//IEEE Wireless Communications and Networking Conference, 2006.[6]Lei Xiao, Fuja T, Kliewer J. A network coding approach to cooperativediversity[J]. IEEE Transaction on information Theory,2007,53(10):3714-3722.[7] PENG C, ZHANG Q, ZHAO M, et al. Opportunistic network-codedcooperation in wireless networks[C]//Wireless Communications and NetworkingConference(WCNC2007). Hong Kong:IEEE Press, 2007:3358-3363
[8]Zhang Jingmei, Zhang Qi,Shao Chunju. Adaptive optimal transmit powerallocation for two-hop non-regenerative wireless relaying system[C]. IEEEVehicular Technology Conference, 2005.[9] Sohaib S, So D K C. Power Allocation for Multi-RelayAmplify-And-Forward Cooperative Networks[C]. IEEE International Conference onCommunications, 2011.[10]Mallick S, Kandhway K. Power Allocation for Decode-and-ForwardCellular Relay Network with Channel Uncertainty [C]. IEEE InternationalConference on Communications, 2011.[11]唐倫，劉通，陳前斌.中繼系統(tǒng)協(xié)作節(jié)點(diǎn)選擇及功率分配策略[J].電子與信息學(xué)報(bào)，32 (9) : 2077-2082.[12」Xiao Ming,Skoglund M. Multiple-User Cooperative Communications Based on Linear Network Coding. [J]. IEEE Transactions onCommunications, 2010, 58 (12):3345-3351.[13]呂凌，于宏毅.物理層網(wǎng)絡(luò)編碼分組的機(jī)會(huì)中繼[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2009，31 (7) :1767-1770.[l4」Rossetto F，Zorzi M. Mixing network coding and cooperation forreliable wireless communications[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2011，18(1) :15-21.[15]Peng Gong, Peng Xue, Daeyoung Park. Optimum Power Allocation ina Non-orthogonal Amplify-and-Forward Relay-Assisted Network[J]. IEEEtransactions on Vehicular Technology,2011, 60(3):890-900.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的凸優(yōu)化功率配置方法，在保證系統(tǒng)總發(fā)射功率W —致的條件下，提高系統(tǒng)的中斷容量。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的凸優(yōu)化功率配置方法，其關(guān)鍵在于按如下步驟進(jìn)行步驟一由第一源節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)和第二源節(jié)點(diǎn)組成單中繼通信網(wǎng)絡(luò)；第一源節(jié)點(diǎn)和第二源節(jié)點(diǎn)分別發(fā)送信息給中繼節(jié)點(diǎn)；中繼節(jié)點(diǎn)提取第一源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)的第一信道增益a SR ；中繼節(jié)點(diǎn)提取第二源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)的第二信道增益a TR ；中繼節(jié)點(diǎn)提取所述單中繼通信網(wǎng)絡(luò)的總功率W ；中繼節(jié)點(diǎn)利用所述第一信道増益CIsk、第二信道増益CItk和總功率W計(jì)算出所述第一源節(jié)點(diǎn)的第一發(fā)射功率Ws，中繼節(jié)點(diǎn)的中繼發(fā)射功率Wk，第二源節(jié)點(diǎn)的第二發(fā)射功率Wt ；Ws = W-r=,................................—
VZsr + V Xtr + V Xsr + Xtr
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的凸優(yōu)化功率配置方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行步驟ー由第一源節(jié)點(diǎn)(S)、中繼節(jié)點(diǎn)(R )和第二源節(jié)點(diǎn)(T)組成單中繼通信網(wǎng)絡(luò)；第一源節(jié)點(diǎn)(S)和第二源節(jié)點(diǎn)(T)分別發(fā)送信息給中繼節(jié)點(diǎn)(R)；中繼節(jié)點(diǎn)(R )提取第一源節(jié)點(diǎn)(S)與中繼節(jié)點(diǎn)(R)的第一信道增益a SE ；中繼節(jié)點(diǎn)(R)提取第二源節(jié)點(diǎn)(T)與中繼節(jié)點(diǎn)(R)的第二信道增益α ΤΕ ；中繼節(jié)點(diǎn)(R )提取所述單中繼通信網(wǎng)絡(luò)的總功率W ;中繼節(jié)點(diǎn)(R)利用所述第一信道増益aSK、第二信道増益α 和總功率W計(jì)算出所述第一源節(jié)點(diǎn)(S)的第一發(fā)射功率WS，中繼節(jié)點(diǎn)(R )的中繼發(fā)射功率Wk，第二源節(jié)點(diǎn)(T)的第二發(fā)射功率Wt ；
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)的凸優(yōu)化功率配置方法，其特征在于按如下步驟進(jìn)行步驟一中繼節(jié)點(diǎn)計(jì)算出第一源節(jié)點(diǎn)的第一發(fā)射功率WS，中繼節(jié)點(diǎn)的中繼發(fā)射功率WR，第二源節(jié)點(diǎn)的第二發(fā)射功率WT；步驟二中繼節(jié)點(diǎn)發(fā)送WS數(shù)據(jù)值給第一源節(jié)點(diǎn)，發(fā)送第二發(fā)射功率WT數(shù)據(jù)值給第二源節(jié)點(diǎn)；步驟三第一源節(jié)點(diǎn)按照WS發(fā)送信息給中繼節(jié)點(diǎn)；第二源節(jié)點(diǎn)按照WT發(fā)送信息給中繼節(jié)點(diǎn)；中繼節(jié)點(diǎn)按照WR發(fā)送信息。本發(fā)明的有益效果是無(wú)論在單中繼網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)還是多中繼物理層網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)中，這種凸優(yōu)化的功率分配技術(shù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)編碼協(xié)作系統(tǒng)工作環(huán)境實(shí)時(shí)地更新各個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送的功率，在不增加系統(tǒng)能耗的情況下提高了系統(tǒng)的中斷容量。
文檔編號(hào)H04W52/40GK102833840SQ201210346788
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者吳玉成, 朱龍, 劉陽(yáng), 周佳, 謝璐, 張麗玲 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)