協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法和裝置。所述方法包括：獲取源節(jié)點(diǎn)和各中繼節(jié)點(diǎn)的總發(fā)送功率、所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值以及系統(tǒng)的信道狀態(tài)參數(shù)三者之間的第一關(guān)系式；根據(jù)所述第一關(guān)系式，計(jì)算所述總發(fā)送功率為最小值時(shí)所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值，作為所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率的分配信息；使用所述分配信息進(jìn)行功率分配。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送功率在多中繼協(xié)同通信系統(tǒng)的各發(fā)送端的靈活配置。
【專利說(shuō)明】協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法和
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)由于在系統(tǒng)的發(fā)送端和接收端配置了多根天線，從而獲得了明顯的空間分集與復(fù)用增益，提高了系統(tǒng)的容量。然而，隨著集成電路技術(shù)和制造工藝的發(fā)展，移動(dòng)終端變得越來(lái)越微型化，由于尺寸和制造成本的限制，同時(shí)要克服相干距離的影響，在移動(dòng)終端配置多副天線變得很困難。
[0003]近年來(lái)，在多用戶通信環(huán)境中采用協(xié)同通信技術(shù)，使得配置單副天線的各臨近移動(dòng)用戶可按照一定方式共享彼此的天線、協(xié)同發(fā)送信號(hào)，產(chǎn)生一種類似于多天線發(fā)送的虛擬環(huán)境，獲得空間分集增益，提高系統(tǒng)的傳輸性能。
[0004]放大轉(zhuǎn)發(fā)(amplify-and-forward, AF)是協(xié)同通信系統(tǒng)中一種最簡(jiǎn)單的協(xié)同傳輸方式。在放大轉(zhuǎn)發(fā)方式中，中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大，然后轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)，目的節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的來(lái)自源節(jié)點(diǎn)和各中繼節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行合并，以此獲得分集增益。放大轉(zhuǎn)發(fā)方式復(fù)雜度較低、易于實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際的LTE-A/4G通信系統(tǒng)中更為實(shí)用。
[0005]然而，現(xiàn)有的協(xié)同通信系統(tǒng)采用等發(fā)送功率分配方法，在源節(jié)點(diǎn)與各中繼節(jié)點(diǎn)之間分配相等的發(fā)送功率。該方法雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但是，由于沒(méi)有考慮各節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的各異性，并不能夠充分利用系統(tǒng) 資源，無(wú)法實(shí)現(xiàn)發(fā)送功率在多中繼協(xié)同通信系統(tǒng)的各發(fā)送端的靈活配置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法和裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送功率在多中繼協(xié)同通信系統(tǒng)的各發(fā)送端的靈活配置。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案如下:
[0008]一方面，提供一種協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法，包括:
[0009]獲取源節(jié)點(diǎn)和各中繼節(jié)點(diǎn)的總發(fā)送功率、所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值以及系統(tǒng)的信道狀態(tài)參數(shù)三者之間的第一關(guān)系式；
[0010]根據(jù)所述第一關(guān)系式，計(jì)算所述總發(fā)送功率為最小值時(shí)所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值，作為所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率的分配信息；
[0011 ] 使用所述分配信息進(jìn)行功率分配。
[0012]所述系統(tǒng)的信道狀態(tài)參數(shù)包括:調(diào)制方式常數(shù)m、信道中噪聲的功率譜密度Ntl、系統(tǒng)誤碼率P6、源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第一平均值F、源節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第二平均值Gk、第k個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第三平均值Hk;[0013]所述第一關(guān)系式為:
【權(quán)利要求】
1.一種協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法，其特征在于，包括: 獲取源節(jié)點(diǎn)和各中繼節(jié)點(diǎn)的總發(fā)送功率、所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值以及系統(tǒng)的信道狀態(tài)參數(shù)三者之間的第一關(guān)系式； 根據(jù)所述第一關(guān)系式，計(jì)算所述總發(fā)送功率為最小值時(shí)所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值，作為所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率的分配信息； 使用所述分配信息進(jìn)行功率分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法，其特征在于， 所述系統(tǒng)的信道狀態(tài)參數(shù)包括:調(diào)制方式常數(shù)m、信道中噪聲的功率譜密度Ntl、系統(tǒng)誤碼率P6、源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第一平均值F、源節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第二平均值Gk、第k個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第三平均值Hk; 所述第一關(guān)系式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)送功率的分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一關(guān)系式，計(jì)算所述總發(fā)送功率為最小值時(shí)所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值的步驟包括: 設(shè)定總發(fā)送功率Ptotal, PAp的最低邊界I和最高邊界U、K個(gè)維數(shù)的第一向量a和K個(gè)維數(shù)的第二向量a° ; 隨機(jī)產(chǎn)生第一向量a的初始值a ^，并將初始值a j武值給所述第二向量a°; 根據(jù)所述第一表達(dá)式，計(jì)算所述第一向量a的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第一總發(fā)送功率值P(a)、所述第二向量a °的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第二總發(fā)送功率值P( a °)； 取當(dāng)前迭代次數(shù)n=l ； 進(jìn)行迭代，隨機(jī)產(chǎn)生K個(gè)維數(shù)的第三向量β，β e U[-l, I]； 根據(jù)第三向量β計(jì)算第一變量Λ a ；根據(jù)第一變量Λ a的值和第一向量a的當(dāng)前值生成區(qū)間(I，u)內(nèi)的第四向量a，，；根據(jù)所述第一關(guān)系式，計(jì)算第四向量a ,的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第四總發(fā)送功率值P(a’)；如果 ΔΡ = Ρ(α')-Ρ(α) < O 或者 z < p = exp (-(n/N)q Δ P/| P ( a ) /ef)，則使用第三向量a '的當(dāng)前值更新第一向量a ;其中，第三變量z是區(qū)間[O，I]內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的一個(gè)數(shù)；exp函數(shù)為指數(shù)函數(shù)；N為最大迭代次數(shù)，ε f為錯(cuò)誤容限，q為退火因子，q>0 ; 如果P(a) <P(a°)，則使用第一向量a的當(dāng)前值更新第二向量a°; 判斷當(dāng)前迭代次數(shù)η的當(dāng)前值是否等于最大迭代次數(shù)N ； 如果為是，則迭代結(jié)束，將第二向量a °的當(dāng)前值作為所述總發(fā)送功率為最小值時(shí)所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值；如果為否，則當(dāng)前迭代次數(shù)η加I，繼續(xù)進(jìn)行迭代。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法，其特征在于， 所述根據(jù)第三向量β計(jì)算第一變量Λ α的步驟具體為:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法，其特征在于， 所述最大迭代次數(shù)N與所述中繼節(jié)點(diǎn)的總數(shù)量K相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一表達(dá)式，計(jì)算所述第一向量α的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第一總功率值Ρ(α)、所述第二向量α ?的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第二總功率值Ρ(α°)的步驟包括: 通過(guò)測(cè)量，獲取功率譜密度Ntl、第一平均值F、第二平均值Gk以及第三平均值Hk的值； 根據(jù)調(diào)制方式，獲取調(diào)制方式常數(shù)m的值； 根據(jù)目標(biāo)誤碼率設(shè)置系統(tǒng)誤碼率Pe的值； 根據(jù)所述功率譜密度Ntl、第一平均值F、第二平均值Gk、第三平均值Hk、調(diào)制方式常數(shù)m以及系統(tǒng)誤碼率匕的值，通過(guò)所述第一表達(dá)式，分別計(jì)算所述第一向量α的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第一總功率值P ( α )、所述第二向量α ?的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第二總功率值P ( α °)。
7.—種協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配裝置，其特征在于，包括: 獲取單元，獲取源節(jié)點(diǎn)和各中繼節(jié)點(diǎn)的總發(fā)送功率、所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值以及系統(tǒng)的信道狀態(tài)參數(shù)三者之間的第一關(guān)系式； 計(jì)算單元，根據(jù)所述第一關(guān)系式，計(jì)算所述總發(fā)送功率為最小值時(shí)所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值，作為所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率的分配信息； 分配單元，使用所述分配信息進(jìn)行功率分配。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配裝置，其特征在于， 所述系統(tǒng)的信道狀態(tài)參數(shù)包括:調(diào)制方式常數(shù)m、信道中噪聲的功率譜密度Ntl、系統(tǒng)誤碼率P6、源節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第一平均值F、源節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第二平均值Gk、第k個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)與目的節(jié)點(diǎn)之間的信道增益的第三平均值Hk; 所述第一關(guān)系式為:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)送功率的分配裝置，其特征在于，所述計(jì)算單元包括: 第一設(shè)定子單元，設(shè)定總發(fā)送功率Ptotal，PAp的最低邊界I和最高邊界u ； 第二設(shè)定子單元，設(shè)定K個(gè)維數(shù)的第一向量α和K個(gè)維數(shù)的第二向量α°， 第一數(shù)值產(chǎn)生子單元，隨機(jī)產(chǎn)生第一向量α的初始值Otl，并將初始值Citl賦值給所述第二向量α° ; 第一計(jì)算子單元，根據(jù)所述第一表達(dá)式，計(jì)算所述第一向量α的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第一總發(fā)送功率值Ρ(α)、所述第二向量α ?的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第二總發(fā)送功率值Ρ(α°)； 取值子單元，取當(dāng)前迭代次數(shù)η=1 ； 第二數(shù)值產(chǎn)生子單元，進(jìn)行迭代時(shí)，隨機(jī)產(chǎn)生K個(gè)維數(shù)的第三向量β，β e U[-l, I]； 第二計(jì)算子單元，根據(jù)第三向量β計(jì)算第一變量△ α ; 第三計(jì)算子單元，根據(jù)第一變量Λ α的值和第一向量α的當(dāng)前值生成區(qū)間(I，u)內(nèi)的第四向量α '，具體為:； 第四計(jì)算子單元，根據(jù)所述第一關(guān)系式，計(jì)算第四向量α，的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第四總發(fā)送功率值PU’)；
第一更新子單元，當(dāng) ΔΡ = Ρ(α，)-Ρ(α) < O 或者 z < p = exp (- (n/N)q Δ P/ | P ( α ) /ef)時(shí)，則使用第三向量α /`的當(dāng)前值更新第一向量α ;其中，第三變量ζ是區(qū)間[0，I]內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的一個(gè)數(shù)；exp函數(shù)為指數(shù)函數(shù)；N為最大迭代次數(shù)，ε f為錯(cuò)誤容限，q為退火因子，q>0； 第二更新子單元，當(dāng)PU) <Ρ(α°)時(shí)，則使用第一向量α的當(dāng)前值更新第二向量α 0 ； 判斷子單元，判斷當(dāng)前迭代次數(shù)η的當(dāng)前值是否等于最大迭代次數(shù)N ; 第五運(yùn)算子單元，當(dāng)當(dāng)前迭代次數(shù)η的當(dāng)前值等于最大迭代次數(shù)N時(shí)，則迭代結(jié)束，將第二向量α °的當(dāng)前值作為所述總發(fā)送功率為最小值時(shí)所述各中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率與所述源節(jié)點(diǎn)的發(fā)送功率之間的比值；如果為否，則當(dāng)前迭代次數(shù)η加1，繼續(xù)進(jìn)行迭代。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的協(xié)同通信系統(tǒng)中功率的分配裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算子單元包括: 測(cè)量模塊，通過(guò)測(cè)量，獲取功率譜密度Ntl、第一平均值F、第二平均值Gk以及第三平均值Hk的值； 獲取模塊，根據(jù)調(diào)制方式，獲取調(diào)制方式常數(shù)m的值； 設(shè)置模塊，根據(jù)目標(biāo)誤碼率設(shè)置系統(tǒng)誤碼率Pe的值； 計(jì)算模塊，根據(jù)所述功率譜密度Ntl、第一平均值F、第二平均值Gk、第三平均值Hk、調(diào)制方式常數(shù)m以及系統(tǒng)誤碼率匕的值，通過(guò)所述第一表達(dá)式，分別計(jì)算所述第一向量α的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第一總功率值P ( α )、所述第二向量α 0的當(dāng)前值對(duì)應(yīng)的第二總功率值P ( α °)。
【文檔編號(hào)】H04W72/08GK103517438SQ201210199791
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】劉少聰 申請(qǐng)人:中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司