阅读说明：本技术 一种基于瞬时信道状态信息估计的能量缓存传输协议 (Energy cache transmission protocol based on instantaneous channel state information estimation ) 是由 隋缘 于 2020-03-22 设计创作，主要内容包括：基于瞬时信道状态信息估计的能量缓存传输协议应用于移动互联网和物联网,以及适用于短距离通信的无线个人局域网,无线体域网。其特征：技术方案包括：设置“源-中继-目的”双跳中继系统模型、“源-中继-目的”双跳中继系统模型中信号传输格式、链路选择协议、实施流程。效果：具有更优的误码率性能,增加3dB-5dB的增益,同时也是更符合实际情况下的各种环境复杂的通信场景。(The energy cache transmission protocol based on the instantaneous channel state information estimation is applied to the mobile internet and the internet of things, and is suitable for a wireless personal area network and a wireless body area network of short-distance communication. The method is characterized in that: the technical scheme comprises the following steps: and setting a source-relay-destination double-hop relay system model, a signal transmission format in the source-relay-destination double-hop relay system model, a link selection protocol and an implementation process. The effect is as follows: the method has better error rate performance, increases the gain of 3dB-5dB, and is more suitable for various complex communication scenes in the environment under the actual condition.)

一种基于瞬时信道状态信息估计的能量缓存传输协议

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种基于瞬时信道状态信息估计的能量缓存传输协议。应用于移动互联网和物联以及适用于短距离通信的无线个人局域网、无线体域网。

背景技术

协作通信是一种无线通信中能够有效提高分集增益、扩大覆盖范围，改善边缘用户通信质量的通信技术。网络中的每个中继节点可以利用无线通信的广播特性相互协作进行信息传输。传统的协作通信是基于时分多址接入的，在发送时隙，源节点发送信息给中继节点，中继节点接收；在接收时隙，中继节点发送接收的信号到目的节点，目的节点接收该信号。这种传输模式并不能充分发挥中继节点的优势，因为中继处的接收和发送过程必须是连续的，任意一条传输链路发生中断，信息都无法成功传输。为了进一步改善该系统，随后缓存辅助中继系统被提出，其原理是在中继节点处增加了缓存器用于储存接收到的数据信息，这样中继处在接收到信号之后就不必立即进行转发。同样地，这也为本文提出的基于瞬时信道状态信息来进行链路选择的无线携能传输技术提供了可能。

2013年，Toufiqul Islam，Robert Schober等人提出了一种基于缓存辅助中继的协作分集方案，并采用比特交织编码调制和正交频分复用的组合，提出了新颖的链路选择协议。(“Diversity and delay analysis of buffer-aided BICM-OFDM relaying，”IEEETrans.Wireless Commun.，vol.12，no.11，pp.5506-5519，Nov.2013.)。

表1：传统链路选择方案

Toufiqul Islam，Robert Schober等人的链路选择协议整个系统的信道模型：

假设在时隙t选择S→R链路进行传输，则可以将在第k个子载波上从S接收的R信号建模为

其中，P_S代表源节点处每个子载波的传输功率，N_SR[k]为均值为N₀的复加性高斯白噪声。代表t时刻的第k个子载波的S-＞R链路的信道增益。

为了解码由S发送的比特，R计算符号标签中第i位的BICM比特度量为：

其中，表示所有符号X∈χ的子集，其标记在位置中具有值b∈{0，1}，比特度量被解交织并且在R处被维特比解码出来。同样的，如果在时隙q＞t时，链路R-＞D被选择传输，那么目的节点D从中继节点R接收到的第k个子载波可以被表示成如下：

其中，P_R代表中继节点R处每个子载波的平均传输功率，N_RD[k]是均值为N₀的复高斯白噪声，并且代表R-＞D信道的频率响应。

从链路选择方案可以看出，案例1和案例2在缓存区为空和满的情况下并没有依据链路质量来选择链路，从而会导致强制性传输，这种方法的缺点是会降低系统的误码率性能。同时，该技术是假设信道状态是已知的，没有进行信道估计，这种并不适合实际的通信场景。