一种多用户双向中继通信系统的数据通信方法

摘要

本发明提供一种多用户双向中继通信系统的数据通信方法，该方法包括：根据基站与每个用户之间直达链路的信道强度，选择直达链路；判断仅靠所选的直达链路是否能支撑数据通信，如果是则中继保持静默，基站与用户仅通过所述直达链路在两个时隙内进行双向通信直到数据通信完毕；反之中继被激活，基于中继信道的瞬时强度，在基站与用户之间选择一个特定方向进行通信，在目标节点处合并通过中继链路和直达链路传输的两路数据，直到数据通信完毕。通过本发明有效地利用了直达链路，克服了传统机会源选择频谱效率低下的缺点，同时又能充分利用系统的分集增益，提供可靠的数据传输。

主权项

一种多用户双向中继通信系统的数据通信方法，其特征在于，该方法包括：S1、根据基站与每个用户之间直达链路的信道强度，选择直达链路，具体为：用表示基站BS与第k个用户MS_k之间直达链路的复信道参数，表示直达链路的信道强度，表示所选直达链路的复信道参数，表示所选直达链路的信道强度，所选直达链路对应第k^*个用户其中k^*为：$k^{*}=\arg \underset{k=1,...K}{\max }{\left|h_{\mathrm{BS},{\mathrm{MS}}_k}\right|}^2;$S2、判断仅靠步骤S1所选直达链路是否能实现数据通信,如果是，进行步骤S3；反之进行步骤S4；S3、中继保持静默，基站与用户间仅通过所述步骤S1中所选直达链路在两个时隙内进行双向通信，直到数据通信完毕；S4、如果基站的发送功率与所选直达链路的信道强度之乘积小于预定的信噪比门限，中继被激活，基于中继信道的瞬时强度，在基站与用户之间选择一个特定方向进行通信，并在目标节点处合并通过中继链路和直达链路传输的两路数据，直到数据通信完毕；所述步骤S2中判断仅靠所述步骤S1中所选直达链路是否能实现数据通信具体包括：如果基站的发送功率与所选直达链路的信道强度之乘积大于等于预定的信噪比门限，则判定直达链路能实现数据通信；反之则不能；所述步骤S4中在基站与用户之间选择一个特定方向进行通信具体包括：如果基站端的信噪比大于用户端的信噪比，则采用用户为源节点而基站为目标节点的上行数据传输方式；反之则采用基站至用户的下行数据传输方式，具体为：基站BS及用户处端对端信噪比分别表示为：${\mathrm{SNR}}_{\mathrm{BS}}=P_S{\left|h_{{\mathrm{BS},\mathrm{MS}}_{k^{*}}}\right|}^2+\frac{P_R{P}_S{\left|h_{\mathrm{BS},R}\right|}^2{\left|h_{{R,\mathrm{MS}}_{k^{*}}}\right|}^2}{P_R{\left|h_{\mathrm{BS},R}\right|}^2+P_S{\left|h_{{R,\mathrm{MS}}_{k^{*}}}\right|}^2+1}$${\mathrm{SNR}}_{{\mathrm{MS}}_{k^{*}}}=P_S{\left|h_{{\mathrm{BS},\mathrm{MS}}_{k^{*}}}\right|}^2+\frac{P_R{P}_S{\left|h_{\mathrm{BS},R}\right|}^2{\left|h_{{R,\mathrm{MS}}_{k^{*}}}\right|}^2}{P_S{\left|h_{\mathrm{BS},R}\right|}^2+P_R{\left|h_{{R,\mathrm{MS}}_{k^{*}}}\right|}^2+1}$若则选择基站BS为源节点，为目标节点；反之选择用户为源节点，基站BS为目标节点，其中，P_R表示中继的发送功率，h_BS,R和分别表示基站BS与中继R和用户与中继R之间的链路的复信道参数，P_S表示基站与移动用户的发送功率，|h_BS,R|²表示基站BS与中继R之间的信道强度，表示中继R与用户之间的信道强度。