雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法，主要解決雙向移動(dòng)中繼傳輸系統(tǒng)中中繼選擇時(shí)系統(tǒng)復(fù)雜度較高或者系統(tǒng)性能不高的問(wèn)題。該方法包括：1）兩端源節(jié)點(diǎn)分別發(fā)送信息給中繼節(jié)點(diǎn)；2）中繼節(jié)點(diǎn)計(jì)算其接收到的信息的功率；3）中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行Max-min選擇，選出最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)；4）兩端源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送信息給最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)；5）最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)將信息放大轉(zhuǎn)發(fā)給兩端源節(jié)點(diǎn)；6）兩端源節(jié)點(diǎn)接收信息，并進(jìn)行自干擾消除；7）兩端源節(jié)點(diǎn)通過(guò)信號(hào)檢測(cè)分別獲得對(duì)方通過(guò)中繼發(fā)送給自己的信息。本發(fā)明降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，獲得了接近于最佳的系統(tǒng)性能，可用于雙向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的兩跳中繼系統(tǒng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更進(jìn)一步涉及移動(dòng)中繼傳輸領(lǐng)域中的一種中繼選擇方法，可用于雙向移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的兩跳中繼系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)中繼傳輸技術(shù)是一個(gè)極有前途的信息傳輸技術(shù)，它可以幫助移動(dòng)的源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相互通信，被廣泛應(yīng)用于車(chē)載移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以及移動(dòng)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)之中。由于車(chē)載移動(dòng)通信在人們的日常生活中扮演著越來(lái)越重要的作用，移動(dòng)中繼技術(shù)成為當(dāng)今寬帶無(wú)線通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)化組織中，例如IEEE802. 16的中繼任務(wù)組以及歐洲的研究項(xiàng)目組WINNER+及其前任都在積極的制定MT-Advanced中的移動(dòng)中繼部署的解決方案。移動(dòng)中繼技術(shù)在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的使用不但能擴(kuò)大移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)的傳播范圍，而且能夠抵擋移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)的多徑衰落和大尺度衰落，有效的提高了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、靈活性和系統(tǒng)容量，近年來(lái)學(xué)術(shù)界提出了各種中繼選擇算法，其中Prabhat K. Upadhyay等在“Performance of Two-Way Opportunistic Relaying With Analog Network Coding OverNakagami-mFading，，（ IEEE Trans. Veh. Technol. , vol60, no. 4, pp. 1965 - 1971,May. 2011.)中提出了性能最優(yōu)的TWOR-AF算法，該算法因?yàn)樾枰浪愠鏊械男诺罓顟B(tài)信息，使得整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜度較高。
[0003]為了降低中繼傳輸系統(tǒng)的復(fù)雜度，Shi J等人在“Low-complexity distributedrelay selection for two-way AF relaying networks，，（ IEEE Electron. Lett. ,vol. 48,no. 3，pp. 186-187，F(xiàn)eb. 2012.)中提出了一種低復(fù)雜度的中繼選擇算法LCD-TW0R-AF，該方法只需要根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)的功率進(jìn)行選擇中繼，極大的降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，但是該方法只在中繼節(jié)點(diǎn)的功率都相等的情況下才能達(dá)到較好的性能，當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)的功率不同時(shí)，系統(tǒng)性能隨著中繼個(gè)數(shù)的增加急劇下降。Li E等人在“Simple relay selectioncriterion for general two-way opportunistic relaying networks，，（ IEEE Electron.Lett. , vol. 48, no. 14, pp. 881-882, July. 2012.)中提出了一種簡(jiǎn)單的中繼選擇算法
S-TW0R-AF，該方法可以在任何情況下都達(dá)到較好的系統(tǒng)性能，但是，該算法的系統(tǒng)復(fù)雜度僅僅比TWOR-AF有所降低，而沒(méi)有達(dá)到最低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在雙向移動(dòng)中繼傳輸系統(tǒng)中使用的快速中繼選擇算法，該方法能夠在任何的場(chǎng)景下都達(dá)到近似最優(yōu)的系統(tǒng)性能，并且將系統(tǒng)復(fù)雜度降到了最低。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)思路是，中繼節(jié)點(diǎn)將其接收到的來(lái)自源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B的信號(hào)的功率分別乘以中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，然后對(duì)其進(jìn)行Max-min比較，快速選擇出最優(yōu)的中繼進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。其實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0006]I)中繼選擇步驟：[0007](Ia)源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B分別發(fā)送信息Xa和Xb給N個(gè)中繼R，源節(jié)點(diǎn)A的發(fā)射功率為Pa，源節(jié)點(diǎn)B的發(fā)射功率為Pb，N≥I ;
[0008](Ib)中繼R中的第k個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到的來(lái)自源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B的信息分別為Yak和Ybk，分別計(jì)算這兩個(gè)Yak和Ybk的功率^3和Yb，再將該功率乘以本節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率pk，選出中繼R中第i個(gè)節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)，即
[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法，包括如下： 1)中繼選擇步驟： (Ia)源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B分別發(fā)送信息Xa和Xb給N個(gè)中繼R，源節(jié)點(diǎn)A的發(fā)射功率為Pa，源節(jié)點(diǎn)B的發(fā)射功率為Pb，N≥1 ; (Ib)中繼R中的第k個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到的來(lái)自源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B的信息分別為Yak和Ybk，分別計(jì)算這兩個(gè)Yak和Ybk的功率Y a和Yb，再將該功率乘以本節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率Pk，選出中繼R中第i個(gè)節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)，即
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法，其中步 驟lb)中所述的第k個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到的來(lái)自源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B的信息Yak和Ybk分別表示 為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法，其中所 述步驟2a)中的Yi表示為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法，其中所 述步驟2b)中放大倍數(shù)G，其計(jì)算公式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法，其中步驟2c)中所述的源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B分別對(duì)接收到的經(jīng)過(guò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)的信息;和進(jìn)行自干擾消除，按如下步驟進(jìn)行：2c. 1)源節(jié)點(diǎn)A的自干擾消除：源節(jié)點(diǎn)A將其自身至中繼節(jié)點(diǎn)的信道增益的平方|hai|2與其自身發(fā)射的信息xa相乘 后，再與放大倍數(shù)G做積，得到源節(jié)點(diǎn)A的自干擾信息t ；源節(jié)點(diǎn)A從接收到的中繼節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)信息ffli中減去自干擾信息Yp即完成源節(jié)點(diǎn)A的自干擾消除。.2c. 2)源節(jié)點(diǎn)B的自干擾消除：源節(jié)點(diǎn)B將其自身至中繼節(jié)點(diǎn)的信道增益的平方|hbi |2與其自身發(fā)射的信息xb相乘 后，再與放大倍數(shù)G做積，得到源節(jié)點(diǎn)B的自干擾信息Y2 ；源節(jié)點(diǎn)B從接收到的中繼節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)信息;中減去自干擾信息\，即完成源節(jié)點(diǎn)B的自干擾消除。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向移動(dòng)中繼系統(tǒng)中基于中繼選擇的信息傳輸方法，其中步驟2d)所述的源節(jié)點(diǎn)A和源節(jié)點(diǎn)B分別對(duì)其得到的經(jīng)過(guò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)后的信息的處理信息Yai和Ybi進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，按照如下步驟進(jìn)行： .2d. I)源節(jié)點(diǎn)A分別算出源節(jié)點(diǎn)B所有可能發(fā)送的符號(hào)xbl，xb2, ....，xbn與檢測(cè)器輸入的處理信息Yai的均方誤差，通過(guò)比較均方誤差的大小后，將具有最小均方誤差的符號(hào)作為輸出信號(hào)，其中下標(biāo)中的η表示源節(jié)點(diǎn)B所有可能發(fā)送符號(hào)的個(gè)數(shù)，i表示中繼R屮的第i個(gè)節(jié)點(diǎn)； . 2d. 2)源節(jié)點(diǎn)B分別算出源節(jié)點(diǎn)A所有可能發(fā)送的符號(hào)xal，xa2，. . ..,Xam與檢測(cè)器輸入的處理信息Ybi的均方誤差，通過(guò)比較均方誤差的大小后，將具有最小均方誤差的符號(hào)$^1作為輸出信號(hào)，其中下標(biāo)中的m表示源節(jié)點(diǎn)A所有可能發(fā)送符號(hào)的個(gè)數(shù)。
【文檔編號(hào)】H04W48/20GK103491610SQ201310415979
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】李靖, 孫玉展, 葛建華, 錢(qián)夏斌, 王勇, 宮豐奎 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)