CN112953664A - 一种基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法 - Google Patents

一种基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法，基于Hata open衰落模型，当目的节点进入到以中继节点为中心的空间球形范围内时，计算源节点到目的节点的直接通信的信号衰落量和到达功率，然后计算中继节点到目的节点的信号衰落量和到达功率，并利用到达功率计算目的节点的信干比，当该信干比小于阈值时，判定该目的节点遭受了源节点的直接干扰，使得系统整体对源节点或者中继节点的发射功率做出调整，实现减弱对目的节点的干扰，增强了中继节点的通信作用，降低了系统风险。

Description

一种基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决 方法
技术领域
本发明涉及到发射功率在中继链路路径衰落量的计算方法，属于移动通信、数字信号处理等相关的技术领域。
背景技术
为了在实验室构建三个节点的中继射频信号传输网络系统，当目的节点临近中继节点时，需要避免目的节点被源节点直接通信或干扰，即需要提前判决目的节点是否被源节点干扰。但是当前干扰判决方法主要是基于基带数字信号处理，涉及射频前段和Hataopen衰落模型的干扰判决方法往往忽略中继临近节点的情况，理想化处理中继节点和目的节点的距离关系，因此，需要提出新的可以反映出中继临近节点的情况的干扰判决方法。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法，当目的节点进入到以中继节点为中心的空间球形范围内时，计算源节点到目的节点的直接通信的信号衰落量和到达功率，然后计算中继节点到目的节点的信号衰落量和到达功率，并利用到达功率计算目的节点的信干比，当该信干比小于阈值时，判定该目的节点遭受了源节点的直接干扰，使得系统整体对源节点或者中继节点的发射功率做出调整，实现减弱对目的节点的干扰。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：
步骤1，给定源节点、中继节点和目的节点的空间三维坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)，所有节点的发射功率均为PT；
步骤2，计算源节点和目的节点之间的传输距离d1_3，计算中继节点和目的节点之间的传输距离d2_3；
步骤3，当中继节点和目的节点的距离小于设定阈值时，基于Hata open衰落模型计算源节点和目的节点之间功率损耗量PL1_3以及中继节点和目的节点之间功率损耗量PL2_3；
步骤4，计算源节点发射信号到目的节点的到达功率PA_1_3＝PT-PL1_3；计算中继节点发射信号到目的节点的到达功率PA_2_3＝PT–PL2_3；
步骤5，若目的节点的信干比PA_2_3/PA_1_3＜α，α是设定阈值，则判定目的节点遭受到了源节点的干扰。
所述中继节点和目的节点距离到达设定阈值r取源节点和中继节点距离的十分之一，当d2_3＜r，令d＝d1_3，hTx＝z1，hRx＝z3，得到源节点和目的节点之间功率损耗量
Figure BDA0002955744720000021
其中fc为端机的载波频率，系数CRx＝3.2*(log10(11.75*hRx))2-4.97。
所述的设定阈值α取基带信号解调信噪比。
本发明的有益效果是：基于Hata open衰落模型，当目的节点进入到以中继节点为中心的空间球形范围内时，计算源节点到目的节点的直接通信的信号衰落量和到达功率，然后计算中继节点到目的节点的信号衰落量和到达功率，并利用到达功率计算目的节点的信干比，当该信干比小于阈值时，判定该目的节点遭受了源节点的直接干扰，使得系统整体对源节点或者中继节点的发射功率做出调整，实现减弱对目的节点的干扰，增强了中继节点的通信作用，降低了系统风险。
附图说明
图1是本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法。核心思想是基于Hata open衰落模型，当目的节点进入到以中继节点为中心的空间球形范围内时，计算源节点到目的节点的直接通信的信号衰落量和到达功率，然后计算中继节点到目的节点的信号衰落量和到达功率，并利用到达功率计算目的节点的信干比，当该信干比小于阈值时，判定该目的节点遭受了源节点的直接干扰，使得系统整体对源节点或者中继节点的发射功率做出调整，实现减弱对目的节点的干扰。
本发明所采用的技术方案包括以下步骤：
步骤1：初始化，给定3个节点，分别是源节点1、中继节点2和目的节点3，3个节点的空间三维坐标分别是(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)，单位m，中继节点2接收源节点1的发射信号，目的节点3接收节点2的发射信号，所有节点的发射功率为PT，单位均为dBm；
步骤2：计算节点1和节点3之间的传输距离：
Figure BDA0002955744720000031
计算节点2和节点3之间的传输距离：
Figure BDA0002955744720000032
步骤3：令r为以节点2为圆心的球形的半径，当d2_3＜r，令d＝d1_3，hTx＝z1，hRx＝z3，将这些参数带入Hata open路径损耗公式(3)，得到PL，令PL1_3＝PL，得到节点1到节点3之间功率损耗量PL1_3；
Figure BDA0002955744720000033
其中fc为端机的载波频率，CRx是与接收天线有关的系数，
CRx＝3.2*(log10(11.75*hRx))2-4.97 (4)
同理，得到节点2到节点3之间功率损耗量PL2_3；
步骤4：计算节点1发射信号到节点3的到达功率PA_1_3：
PA_1_3＝PT-PL1_3
计算节点2发射信号到节点3的到达功率PA_2_3：
PA_2_3＝PT-PL2_3
步骤5：若目的节点的信干比PA_2_3/PA_1_3＜α，α是设定阈值，则判定目的节点3遭受到了源节点的干扰。
所述的设定阈值α取基带信号解调信噪比。
以下结合附图和实例对本发明基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法作进一步详细描述。
参照图1，描述了基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法的总体流程。首先当目的节点进入到以中继节点为中心的空间球形范围内时，计算源节点到目的节点的直接通信的信号衰落量和到达功率，然后计算中继节点到目的节点的信号衰落量和到达功率，并利用到达功率计算目的节点的信干比，当该信干比小于阈值时，判定该目的节点遭受了源节点的直接干扰，计算目的节点接收到的总信号功率。
为简化分析，本实例系统中源节点和目的节点不能直接通信。
具体操作时：
步骤1：初始化，给定3个节点，分别是源节点1、中继节点2和目的节点3，3个节点的空间三维坐标分别是(0,0,90)、(100,100,100)和(100,110,120)，单位m，中继节点2接收源节点1的发射信号，目的节点3接收节点2的发射信号，所有节点的发射功率为PT＝0dBm，工作中心频率fc＝600MHz；
步骤2：计算节点1和节点3之间的传输距离d1_3＝0.1517km；计算节点2和节点3之间的传输距离d2_3＝0.0224km；
步骤3：节点2为圆心的球形的半径r＝0.05km，当d2_3＜r，令d＝d1_3，hTx＝90m，hRx＝120m，将这些参数带入Hata open路径损耗公式(3)，得到PL，令PL1_3＝PL，得到节点1到节点3之间功率损耗量PL1_3＝-29.2754dB；
同理，得到节点2到节点3之间功率损耗量PL2_3＝-56.1001dB；
步骤4：计算节点1发射信号到节点3的到达功率PA_1_3：
PA_1_3＝PT-PL1_3＝29.2754dBm
计算节点2发射信号到节点3的到达功率PA_2_3：
Figure BDA0002955744720000041
步骤5：目的节点3的信干比α＝2，当PA_2_3/PA_1_3＝1.9163＜α，则判定目的节点3遭受到了源节点的干扰。
以上所述仅为本发明的具体实例，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求记载的技术方案及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内，这些基于本发明思想的修改和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，给定源节点、中继节点和目的节点的空间三维坐标(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)和(x3,y3,z3)，所有节点的发射功率均为PT；
步骤2，计算源节点和目的节点之间的传输距离d1_3，计算中继节点和目的节点之间的传输距离d2_3；
步骤3，当中继节点和目的节点的距离小于设定阈值时，基于Hata open衰落模型计算源节点和目的节点之间功率损耗量PL1_3以及中继节点和目的节点之间功率损耗量PL2_3；
步骤4，计算源节点发射信号到目的节点的到达功率PA_1_3＝PT-PL1_3；计算中继节点发射信号到目的节点的到达功率PA_2_3＝PT–PL2_3；
步骤5，若目的节点的信干比PA_2_3/PA_1_3＜α，α是设定阈值，则判定目的节点遭受到了源节点的干扰。
2.根据权利要求1所述的基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法，其特征在于，所述中继节点和目的节点距离到达设定阈值r取源节点和中继节点距离的十分之一，当d2_3＜r，令d＝d1_3，hTx＝z1，hRx＝z3，源节点和目的节点之间功率损耗量
Figure FDA0002955744710000011
其中fc为端机的载波频率，系数CRx＝3.2*(log10(11.75*hRx))2-4.97。
3.根据权利要求1所述的基于Hata open衰落模型的中继临近节点的干扰判决方法，其特征在于，所述的设定阈值α取基带信号解调信噪比。
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