一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無線通信技術(shù)、協(xié)作通信技術(shù)，尤其涉及一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法。本發(fā)明通過采用中繼技術(shù)改進(jìn)小區(qū)覆蓋，將會有效解決單跳蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小、系統(tǒng)吞吐率低的問題。但是，中繼節(jié)點的引入不可避免地帶來了新的需要解決的問題，其中最重要的問題之一就是節(jié)點間的功率分配問題。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入中繼后，如何進(jìn)行資源分配，對系統(tǒng)性能起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的等功率分配方案操作上簡單，但是不能獲得良好的系統(tǒng)性能。這里提出一種改進(jìn)的中繼功率分配方案，該方案可以降低中斷概率，提升系統(tǒng)的性能。
【專利說明】一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線通信技術(shù)、協(xié)作通信技術(shù)，尤其涉及一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會工業(yè)水平和科技的不斷發(fā)展，人們對通信的要求越來越高，通信技術(shù)的不斷發(fā)展對社會的發(fā)展起著舉足輕重的作用。從20世紀(jì)末3G技術(shù)完成標(biāo)準(zhǔn)化之時，4G技術(shù)的研究工作就已經(jīng)開始了。IMT-Advanced是國際電信聯(lián)盟(ITU, InternationalTelecommunication Union)為滿足未來10?15年全球移動通信需求而啟動的。ITU于2005年定義了性能遠(yuǎn)優(yōu)于3G的新一代寬帶移動通信系統(tǒng)MT-Advanced，該系統(tǒng)能夠提供廣泛的電信業(yè)務(wù)，特別是由移動和固定網(wǎng)絡(luò)支持的日益增加的基于包傳輸?shù)南冗M(jìn)的移動業(yè)務(wù)。IMT-Advanced系統(tǒng)支持從低到高的移動性的應(yīng)用和很寬范圍的數(shù)據(jù)速率，滿足多種用戶環(huán)境下用戶和業(yè)務(wù)的需求。[I]
在無線通信系統(tǒng)中，由于無線信道的特性，信號并不會沿著某一指定的方向傳送給目的節(jié)點，而是以廣播的方式發(fā)送，這就有了多徑效應(yīng)的產(chǎn)生。相應(yīng)的，在接收端獲得的信號相位和幅度與原始發(fā)送信號相比都可能發(fā)生很大改變，這樣經(jīng)過衰落的信號在接收端很難準(zhǔn)確的進(jìn)行判決。分集技術(shù)可以比較好的解決這一問題。接收端通過對信號經(jīng)過獨立路徑傳送的副本進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喜?，就可以使接收端的判決準(zhǔn)確性提高，從而可以提高通信系統(tǒng)性能。近年來提出的多入多出(ΜΙΜΟ, Multiple Input Multiple Output)技術(shù)就是利用空間分集，可有效地抵抗無線信道衰落的影響，提高系統(tǒng)容量和提升系統(tǒng)性能。MIMO技術(shù)是在通信系統(tǒng)的發(fā)射端和接收端使用多根天線，從而獲得空間分集。通過聯(lián)合時間域(或頻率域)與空間域進(jìn)行信號處理，產(chǎn)生多個并行的不相關(guān)的空間子信道，從而提高通信的數(shù)據(jù)速率和服務(wù)質(zhì)量(QoS, Quality of Service)?？臻g分集不需要額外的帶寬，但在實際的系統(tǒng)中，由于移動終端尺寸、功耗、硬件復(fù)雜度、成本等諸多因素的限制，往往不方便給終端配置多根天線，因此限制了 MIMO技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
[0003]為解決這一問題，協(xié)作通信技術(shù)應(yīng)運而生，一種被稱為中繼協(xié)作分集的新思想被提出。它通過中繼與源端(通常是用戶端)的協(xié)作來共同完成把信號傳輸給目的端的通信過程。采用中繼協(xié)作技術(shù)，可以擴大基站的覆蓋范圍，提高系統(tǒng)的傳輸速率和容量，減少通信中的死角地區(qū)和平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。通過中繼與源端的協(xié)作，形成虛擬多天線，可以達(dá)到分集復(fù)用的效果，從而有效地對抗衰落，提升系統(tǒng)性能，解決了系統(tǒng)終端很難安置多根天線來實現(xiàn)多天線技術(shù)的問題。另外，通過中繼協(xié)作，各中繼與用戶終端可以共同使用頻譜資源，具有頻譜效率高的優(yōu)點；通過中繼和用戶的功率分配，還可提高功率效率，節(jié)省用戶終端的功率，提高電池壽命。協(xié)作通信的原理圖如圖1所示。
[0004]協(xié)作通信方式根據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)信息的協(xié)議可以分為AF、DF和CC三種模式。AF也被稱為非再生中繼方式，中繼節(jié)點只是單純的放大接收到的信號，不進(jìn)行其他處理。由于目的節(jié)點可以接收到兩路(單中繼情況下)相互獨立的衰落信號，所以AF可以獲得滿分集增益，性能良好。但是中繼節(jié)點在放大信號的同時也放大了噪聲，在信噪比較小的情況下，在目的節(jié)點會出現(xiàn)解碼困難。DF也稱為再生中繼方式，中繼節(jié)點先對接收到的信號進(jìn)行解碼，經(jīng)過CRC (Cyclical Redundancy Check)校驗以后發(fā)現(xiàn)解碼正確再轉(zhuǎn)發(fā)至目的節(jié)點，如果解碼錯誤則不轉(zhuǎn)發(fā)，所以DF模式有可能無法獲得滿分集增益。DF模式不會帶來噪聲傳播問題，但受信源-中繼信道傳輸性能影響較大。CC模式即編碼協(xié)同，是由DF演變而來的，此模式的思想是每個用戶都試圖為它的伙伴傳送冗余信息。當(dāng)這一操作無法實現(xiàn)時，用戶就自動返回到非編碼協(xié)同模式，傳輸自己后續(xù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1、所要解決的技術(shù)問題
傳統(tǒng)的功率分配方案是在總功率一定的情況下，對源節(jié)點和中繼節(jié)點進(jìn)行等功率分配，但是這樣并不能獲得很好的系統(tǒng)性能。
[0006]2、技術(shù)方案
為了解決以上問題，本發(fā)明提供了一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法，包括以下步驟:第一步:源節(jié)點以廣播的方式發(fā)送信號，目的節(jié)點和中繼節(jié)點接收信號，其中中繼節(jié)點對接收的信號進(jìn)行處理。第二步，中繼節(jié)點向目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信號，源節(jié)點可以不發(fā)送或者重復(fù)發(fā)送信息到目的節(jié)點，最后目的節(jié)點通過某種合并方式合并兩步接收到的信號。圖2所示為AF模式原理圖。這里對于源節(jié)點和中繼節(jié)點的功率分配進(jìn)行優(yōu)化，打破常規(guī)的燈功率分配方法，通過一種新的功率分配方案，使系統(tǒng)獲得更好的性能。
[0007]3、有益效果
本發(fā)明提出一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法，可以使得系統(tǒng)獲得更大的系統(tǒng)容量和更低的中斷概率，從而提升系統(tǒng)的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1協(xié)作通信系統(tǒng)原理圖 圖2 AF中繼模式原理圖
圖3三節(jié)點協(xié)作通信系統(tǒng)
圖4放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼模式不同功率分配方案下的中斷概率【具體實施方式】
[0009]下面通過實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0010]實施例1
其工作方式如下:
這里考慮一個三節(jié)點的兩跳協(xié)作通信系統(tǒng)，寫作方式采用AF模式，假設(shè)系統(tǒng)的總發(fā)射功率為E，！是固定的，分配給源節(jié)點S的功率為瓦，分配給中繼節(jié)點R的功率為
Er，要滿足E= Es + Er。三節(jié)點協(xié)作通信原理圖如圖3。
[0011]協(xié)作過程分為如下兩個階段。第一階段中，源節(jié)點以廣播的方式發(fā)送信號，目的節(jié)點和中繼節(jié)點接收信號，其中中繼節(jié)點對接收的信號進(jìn)行處理。這里用代表目的節(jié)點接收到的信號，用表示中繼節(jié)點接收到的信號，則
【權(quán)利要求】
1.一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法，包括以下步驟:第一步:源節(jié)點以廣播的方式發(fā)送信號，目的節(jié)點和中繼節(jié)點接收信號，其中中繼節(jié)點對接收的信號進(jìn)行處理，第二步，中繼節(jié)點向目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)信號，源節(jié)點可以不發(fā)送或者重復(fù)發(fā)送信息到目的節(jié)點，最后目的節(jié)點通過某種合并方式合并兩步接收到的信號。
2.如權(quán)利要求1所述的一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法，其特征在于:第一階段中，源節(jié)點以廣播的方式發(fā)送信號，目的節(jié)點和中繼節(jié)點接收信號，其中中繼節(jié)點對接收的信號進(jìn)行處理。
3.如權(quán)利要求1所述的一種適用于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的中繼功率分配方法，其特征在于:第二階段中，中繼節(jié)點接收到信號后將信號放大再傳送給目的節(jié)點。
【文檔編號】H04W52/34GK103781169SQ201310647513
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王志鵬, 徐曉聲, 郭坤祺 申請人:鎮(zhèn)江坤泉電子科技有限公司