一种基于模拟网络编码的乒乓中继系统的中继选择及分组方法

摘要

本明公开了一种基于模拟网络编码的乒乓中继传输系统中的中继选择与分组方法。在基站以及各个中继站各自的平均发射功率确定的条件下，以最大化系统吞吐量为目的，对中继站进行选择和分组。本发明基于模拟网络编码的乒乓中继系统，不仅保留了系统传统特点，即通过两个中继站群交替转发以避免中继半双工损失，还能通过中继站选择和分组进一步提高系统的实际吞吐量。该方法仅需要系统统计信道状态信息，具有复杂度低，信令开销低的优点。

主权项

一种基于模拟网络编码的乒乓中继系统中的中继选择与分组方法，其特征在于：在传输开始前，首先收集网络中的统计信道状态信息，即基站到各中继站、各中继站之间以及用户终端到各中继站的方差，以此来进行中继站的选择和分组，之后，在各时隙传输之前，基站广播训练序列，各中继站以此获得基站到其的信道增益，之后用户终端广播训练序列，利用信道互易，各中继站以此获得其到用户终端的信道增益，然后采用基于模拟网络编码的乒乓中继传输，在各个中继站各自的平均发射功率受限的条件下，以最大化系统吞吐量为目的，对中继站进行选择和分组，具体包括如下步骤：1.1)、在传输前，从所有中继站群中选取若干中继并且进行分组，分为中继群A和中继群B，其集合分别用G_A和G_B表示，其大小分别为M_A和M_B；1.2)、在第一个时隙，基站在系统中广播帧；1.3)、在第二个时隙，基站在系统中广播帧，同时中继站群A将第一个时隙接收到的来自基站的信号放大并且转发给用户终端，以中继站群A中的第m个中继站为例，m选自1‑M_A中的任意自然数，其转发帧为中继放大系数为其中y_A,m(1)是该中继在第一个时隙的接收信号，是第一个时隙基站到该中继站的信道增益的共轭转置，是第二个时隙中继站到用户终端的信道增益的共轭转置，α_A,m是基站到该中继站的信道增益的方差，β_A,m是该中继站到用户终端的信道增益的方差，η_m,k是中继站群A中的第k个中继站到该中继站的信道增益的方差，P_S是基站的平均发射功率，P_R,A,m是该中继站的平均发射功率，M_B是中继站群B的中继站个数；用户终端收到来自中继站的采用作为信道增益进行解调和译码以恢复，其中M_A是中继站群A的中继站个数；1.4)、在第三个时隙以及接下来的奇数时隙n_odd，基站在系统中广播帧x_S(n_odd)，中继站群B将上一时隙接收到的来自基站以及中继站群A的叠加信号做模拟网络编码，以中继站群B的第m个中继站为例，其在上一时隙接收到的信号为其中h_B,m(n_odd‑1)以及f_k,m(n_odd‑1)分别是上一个时隙基站以及中继站群A的第k个中继站到该中继站的信道增益，w_B,m(n_odd‑1)是该中继站处的噪声。中继站将该叠加信号放大转发出去，其转发信号为其中为当前时隙该中继站到用户终端的信道增益的共轭转置，γ_B,m为该中继站的放大系数，其中α_B,m是基站到该中继站的信道增益的方差，β_B,m是该中继站到用户终端的信道增益的方差，η_k,m是中继站群A中的第k个中继站到该中继站的信道增益的方差，P_S是基站的平均发射功率，P_R,B,m是该中继站的平均发射功率，用户终端收到来自中继站的采用作为信道增益进行解调和译码以恢复x_S(n_odd‑1)；1.5)、在第四个时隙以及接下来的偶数时隙n_even，基站在系统中广播帧x_S(n_even)，中继站群A将上一时隙接收到的来自基站以及中继站群B的叠加信号做模拟网络编码并转发；以中继站群A的第m个中继站为例，m选自1‑M_B中的任意自然数，其转发帧为用户终端收到来自中继站的采用作为信道增益进行解调和译码以恢复x_S(n_even‑1)；1.6)、在最后一个时隙，基站停止发送帧，如果是偶数时隙，由中继站群A将上一时隙接收到的帧放大按步骤1.4)方法转发，反之则由中继站群B将上一时隙接收到的帧放大按步骤1.5)方法转发。