[发明专利]一种充分利用时隙传输信息的DF多中继OFDM系统的多种资源优化算法

权利要求书

1.一种充分利用双时隙传输信息的传输策略，以及该传输策略下的DF(Decode-and-Forward,解码转发)协作多中继OFDM(Orthogonal Fequency Division Multiplexing，正交频分复用)系统中的多种资源的联合优化算法，其特征在于，包括：

a.整个系统包括一个源节点、一个目标节点、K个中继节点，整个选择性传输带宽被均匀的分为N个子载波。

b.一个完整的传输周期分为两个相等的时隙，在第一个时隙，源节点在所有的子信道上发送信息给所有的中继节点和目标节点；第二个时隙，如果有中继节点将第一时隙收到的信息成功解码，那么这些中继节点将解码后的信息处理后转发给目标节点，没有正确解码的中继节点不发送任何信息。

c.中继节点采用的子载波配对方案：第k(k＝1,2,...,K)个中继节点，第一时隙在第i(i＝1,2,...,N)个子载波上接收到源节点发送的信号后，对其进行解码、放大处理后，在第二个时隙在第j(j＝1,2,...,N)个子载波上转发出去，子载波i和j组成一个子载波对，记为SP(i,j)，此外，为了避免不同子载波信号之间的干扰，所有中继节点的子载波配对情况完全一样。

*d.双时隙信息传输策略：在第二个时隙，如果有中继参与转发信息，那么源节点将第一时隙发送过的信息以一定的功率重新向目标节点发送一次，否则，源节点发送新的信息给目标节点。

2.根据权利要求1所述的多种资源的联合优化算法，其特征在于，所述的多种资源具体包括：多个中继的选择与同时协作传输时的多中继协同通信、时隙自由度、传输模式的选择、子载波如何配对、功率分配。

3.根据权利要求1和2所述的多种资源的联合优化算法，其特征在于，所述的优化算法是在以最大化系统容量为目标。

4.根据权利要求1所述的多种资源的联合优化算法，所述方法主要包括：

1)：针对中继传输模式，运用柯西-许瓦兹不等式，在最大化传输速率的条件下，化简端到端的信噪比表达式，求得端到端的等效信道增益，同时求得转发中继集合，找到多中继协作方式；

2)：利用拉格朗日对偶方法，将传输模式选择、子载波配对、功率分配这三个相互耦合的问题转化为相对独立的三个子问题；

3)：在对偶域，分别针对中继传输模式和直接模式，求解功率分配问题；

4)：在对偶域，在功率分配的基础上，求解传输模式选择问题；

5)：在对偶域，在3)和4)的基础上，利用匈牙利算法求解子载波配对问题；

6)：在2)、3)、4)和5)的基础上，采用基于梯度或次梯度搜索算法，求得原优化问题的最优解。