WO2020000733A1

WO2020000733A1 - 三中继节点协作通信功率分配方法

Info

Publication number: WO2020000733A1
Application number: PCT/CN2018/108094
Authority: WO
Inventors: 周涛涛; 周宝; 王健宗; 肖京
Original assignee: Ping An Technology Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Ping An Technology Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-01-02
Anticipated expiration: 2020-12-28
Also published as: CN108923827B; CN108923827A

Abstract

本申请公开了一种三中继节点协作通信方法，其包括：第一节点以功率P ₀发射信号；第二节点、第三节点、第四节点、第五节点各自分别接收信号；第二节点、第三节点、第四节点各自分别将接收到的信号放大后以功率P₁、P₂、P₃转发；第五节点接收来自第二节点、第三节点、第四节点的信号，将来自第一节点、第二节点、第三节点和第四节点的信号合并。与现有技术相比，本申请通过对基于AF协议的协作通信系统中三个中继节点传输功率的配置，实现了系统信道容量的最大化，满足了大数据量传输对系统可靠性和稳定性的需求。

Description

三中继节点协作通信功率分配方法

本申请要求于2018年6月28日提交中国专利局、申请号为201810687559.4，发明名称为“三中继节点协作通信功率分配方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种三中继节点协作通信功率分配方法。

背景技术

协作通信是可通过用户之间在通信时的相互协作而形成虚拟的MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多发射多接收天线)的一种空间分集技术。它克服了无线网络因为设备体积和功耗的限制不能在发射和接收时使用多天线发射接收技术的障碍，并能够达到MIMO空间分集技术的性能。

根据中继节点对信息的处理方式，协作通信协议可分为AF(Amplify and Forward，放大转发)协议和DF(Decode and Forward，译码转发)协议。AF协议是由中继将接收到的信号做简单的放大再转发给目的节点，发明人意识到这种方式系统开销和复杂度小，但也放大了噪声，降低了系统性能。对于使用AF协议的协作通信MIMO系统中包含三个中继节点的情况，目前的功率方案还存在协作链路容量不够大的问题。

有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的三中继节点协作通信功率分配方法。

发明内容

本申请的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种具有理想的协作链路容量的三中继节点协作通信功率分配方法。

为了实现上述目的，本申请提供了一种三中继节点协作通信功率分配方法，所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P ₀向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：确定所述功率P ₀；按照预设功率P、所确定功率P ₀和预设功率分配规则分别计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃。

为了实现上述目的，本申请还提供了一种三中继节点协作通信方法，其包括以下步骤：第一节点以功率P ₀向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，其中，所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、功率P ₀和预设功率分配规则确定；所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。

为了实现上述目的，本申请还提供了一种三中继节点协作通信功率分配设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行三中继节点协作通信功率分配方法的步骤，所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P0向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：确定所述功率P0；按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3。

为了实现上述目的，本申请还提供了一种三中继节点协作通信设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行三中继节点协作通信方法的步骤：第一节点以功率P ₀向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，其中，所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、功率P ₀和预设功率分配规则确定；所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。

为了实现上述目的，本申请还提供了一种存储有计算机可读指令的非易失性存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行三中继节点协作通信功率分配方法的步骤，所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P0向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：确定所述功率P0；按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3。

为了实现上述目的，本申请还提供了一种存储有计算机可读指令的非易失性存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行三中继节点协作通信方法的步骤：第一节点以功率P ₀向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，其中，所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、功率P ₀和预设功率分配规则确定；所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。

本申请通过对基于AF协议的协作通信系统中三个中继节点传输功率的配置，实现了系统信道容量的最大化，满足了大数据量传输对系统可靠性和稳定性的需求。

附图说明

图1为本申请三中继节点协作通信方法的流程图；

图2为本申请三中继节点协作通信系统中节点设备的示意图。

具体实施方式

本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“用户设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；PCS(Personal CommunicationS Service，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。

本披露公开的三中继节点协作通信功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P ₀向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1 发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：

确定所述功率P ₀；

按照预设功率P、所确定功率P ₀和预设功率分配规则分别计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃。

需要说明的是，确定功率P和P ₀的顺序不作限定。

请参阅图1，本披露公开的三中继节点协作通信方法包括以下步骤：

步骤101，第一节点以功率P ₀向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；

步骤102，所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，其中，所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、功率P ₀和预设功率分配规则确定；

步骤103，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。

上述的预设功率分配规则包括：

通过如下公式计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃，

其中，符号(a) ⁺＝max(a，0)，

h _sr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，h _sr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，h _sr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，h _r1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：

以下首先介绍如何利用并行中继信道下最大化系统容量的优化问题实现三中继节点协作通信方法。

对于两个协作节点的情况，AF协作协议可以分为三个阶段实现：

阶段一，源节点发射信号，分别传输给目的以及中继。

阶段二，中继节点对接收到的来自源节点的信号进行放大，之后将处理后的信号以一定的功率向目的节点转发。

阶段三，目的节点对两个阶段接收到的信号进行合并，这里我们采用最大比合并(MRC，MaximalRatio Combining)，从而得到源节点的信号。

为了计算三个节点之间的功率分配比例，我们先来推导多个节点的情况，假设一共的传输功率P是固定的，P _i是分配给第i个节点的功率。功率分配比a _i(i＝0,1,L,N _T-1)等于P _i/P，它需要在节点功率分配比(a ₀)和(N-1)中继(a ₁,a ₂,L a _N-1)上的最优配置来增大系统容量。

协作节点采用AF协议的功率分配优化问题如式(1-1)所示。

其中，

N _sd＝N _o，

在多个协作节点的情形下，有一种情况也可以将信号传播分为两个阶段，那就是在两跳协作系统中，完成数据的传输。即源节点S在第一步广播它的信息，即广播阶段。第二步为多节点{R _i,i＝1,2,L,N-1}平行传输，主要表现为多址接入阶段。S和R _i的传输功率分别由P ₀和P _i(i＝1,2,L,N-1)表示。正如上面所提到的同样的规则，在第一步,接收到的信号，可以写为：

每个中继对接收到的信号进行一定的处理，即对来自信源的接收信号进行放大，之后，以一定的功率将其转发到目的。在第二步第i个中继将处理后的信号再发给目的，即有：

放大系数β _i应满足约束条件

当P _i(i＝1,2,L,N-1)为第i个中继分配的功率。多节点的情况下的系统互信息I _AF变为

在正交中继信道中，D从中继处接收N个互不干扰信源符号。若已知信道系数，N个符号在D相干归并来提高接受SNR(Signal-Noise Ratio，信噪比)。使用AF策略，并行中继信道下最大化系统容量的优化问题为：

上述最大化容量的功率分配策略的结果如下：

当(a) ⁺＝max(a,0),

时，λ表示拉格朗日乘子，它需要满足条件如下：λ＜γ _i。因为只有在这种情况下P _i＞0可以实现，否则，P _i＝0。

根据上述一些列的计算，我们将三个节点的情况分别带入公式(1-6)可得：基于AF协议三协作节点渐进最优功率分配方案为：

以下说明三中继节点协作通信方法的具体实施步骤。

步骤201：源节点S发射信号，分别传输给目的节点D以及中继节点R1、中继节点R2、中继节点R3。

源节点S发射的信号，经过衰减和白噪声后达到目的节点D。

步骤202：中继节点R1、中继节点R2和中继节点R3对各自接收到的来自源节点S的信号进行放大，之后将处理后的信号以一定的功率向目的节点D转发。

中继节点R1接收到的信号表示为：

其中，P ₀表示源节点S的传输功率，h _sr1表示源节点S至中继节点R1的信道衰落系数，n _sr1表示源节点S与中继节点R1间的加性高斯白噪声。

中继节点R2接收到的信号表示为：

其中，P ₀表示源节点S的传输功率，h _sr2表示源节点S至中继节点R2的信道衰落系数，n _sr2表示源节点S与中继节点R2间的加性高斯白噪声。

中继节点R3接收到的信号表示为：

其中，P ₀表示源节点S的传输功率，h _sr3表示源节点S至中继节点R3的信道衰落系数，n _sr3表示源节点S与中继节点R3间的加性高斯白噪声。

源节点S发射的信号，经过衰减和白噪声后分别到达中继节点R1、中继节点R2和中继节点R3。中继节点R1、中继节点R2和中继节点R3各自将来自源节点S的信号进行功率放大，并发送给目的节点D。

假设源节点以及三个中继节点发送功率的总和为P，符号(a) ⁺表示(a) ⁺＝max(a，0)，则三个节点各自发送的功率按以下方式分配。

中继节点R1的发送功率：

中继节点R2的发送功率：

中继节点R3的发送功率：

其中，

λ表示AF策略下并行中继信道最大化系统容量优化问题的拉格朗日乘子，即以下优化问题的拉格朗日乘子：

同时，λ需满足：λ<γ _i

步骤203：目的节点D对两个阶段接收到的信号采用最大比合并法(MRC) 进行合并，从而接收到源节点S发射的信号。

目的节点接收到的信号表示为：

其中，P ₀表示源节点S的传输功率，h _sd表示源节点S至目的节点D的信道衰落系数，n _sd表示源节点S与目的节点D间的加性高斯白噪声。

目的节点D接收到来自中继节点R1的信号表示为：y _r1d＝h _r1dβ ₁y _sr1+n _r1d

其中，h _r1d表示中继节点R1至目的节点D的信道衰落系数，β1表示中继节点R1的放大系数，满足约束条件

P ₁表示中继节点R1的传输功率，n _r1d表示中继节点R1与目的节点D间的加性高斯白噪声。

目的节点D接收到来自中继节点R2的信号表示为：y _r2d＝h _r2dβ ₂y _sr2+n _r2d

其中，h _r2d表示中继节点R2至目的节点D的信道衰落系数，β2表示中继节点R2的放大系数，满足约束条件

P ₂表示中继节点R2的传输功率，n _r2d表示中继节点R2与目的节点D间的加性高斯白噪声。

目的节点D接收到来自中继节点R3的信号表示为：y _r3d＝h _r3dβ ₃y _sr3+n _r3d

其中，h _r3d表示中继节点R3至目的节点D的信道衰落系数，β3表示中继节点R3的放大系数，满足约束条件

P ₃表示中继节点R3的传输功率，n _r3d表示中继节点R3与目的节点D间的加性高斯白噪声。

需要说明的是，以上所述的源节点也包括作为另一个协作通信系统中的某一个中继节点的情况，此时源节点发射的“源信号”实际为转发所接收到的信号。以上所述的目的节点也包括作为另一个协作通信系统中的某一个中继节点的情况，此时，在该节点合并后的信号将被继续转发出去。

请参阅图2，前述通信系统中各节点对应的设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1002，用户接口1003，存储器1004。这些组件之间的连接通信可以通过通信总线实现。网络接口1002可选的可以包括标准的有线接口(用于连接有线网络)、无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口、红外线接口等，用于连接无线网络)。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口(例如用于连接有线键盘、有线鼠标等)和/或无线接口(例如用于连接无线键盘、无线鼠标)。存储器1004可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1004可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，节点设备还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。

本领域技术人员可以理解，图中示出的节点设备结构并不构成对节点设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

结合以上对本披露的详细描述可以看出，与现有技术相比，本披露至少具有以下有益的技术效果：

协作通信系统性能的优劣与资源分配策略的选择密切相关，而功率分配问题又是资源分配的重要问题之一，本申请的技术方案通过对基于AF协议的协作通信系统中三个中继节点传输功率的配置，实现了功率的有效分配和系统信道容量的最大化，满足了大数据量传输对系统可靠性和稳定性的需求。

本技术领域技术人员可以理解，本披露包括涉及用于执行本披露中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。

Claims

一种三中继节点协作通信功率分配方法，所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P ₀向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：

确定所述功率P ₀；

按照预设功率P、所确定功率P ₀和预设功率分配规则分别计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃。
如权利要求1所述的三中继节点协作通信功率分配方法，按照预设功率P、所确定功率P ₀和预设功率分配规则分别计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃包括：

通过如下公式计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃，

其中，符号(a) ⁺＝max(a，0)，

h _sr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，h _sr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，h _sr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，h _r1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：
如权利要求1所述的三中继节点协作通信功率分配方法，所述预设功率P满足P＝P ₀+P ₁+P ₂+P ₃。
如权利要求2所述的三中继节点协作通信功率分配方法，所述λ满足λ＜γ _i，i＝1，2，3。
如权利要求2所述的三中继节点协作通信功率分配方法，

第二节点接收到的信号表示为：
其中，n _sr1表示第一节点与第二节点间的加性高斯白噪声；

第三节点接收到的信号表示为：
其中，n _sr2表示第一节点与第三节点间的加性高斯白噪声；

第四节点接收到的信号表示为：
其中，n _sr3表示第一节点与第四节点间的加性高斯白噪声。
一种三中继节点协作通信方法，所述方法包括以下步骤：

第一节点以功率P ₀向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；

所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，其中，所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、功率P ₀和预设功率分配规则确定；

所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。
如权利要求6所述的三中继节点协作通信方法，所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、预设功率P ₀和预设功率分配规则确定包括：

通过如下公式计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃，

其中，符号(a) ⁺＝max(a，0)，

h _sr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，h _sr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，h _sr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，h _r1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：
如权利要求6所述的三中继节点协作通信方法，所述预设功率P满足P＝P ₀+P ₁+P ₂+P ₃。
如权利要求7所述的三中继节点协作通信方法，所述λ满足λ＜γ _i，i＝1，2，3。
如权利要求7所述的三中继节点协作通信方法，

第二节点接收到的信号表示为：
其中，n _sr1表示第一节点与第二节点间的加性高斯白噪声；

第三节点接收到的信号表示为：
其中，n _sr2表示第一节点与第三节点间的加性高斯白噪声；

第四节点接收到的信号表示为：
其中，n _sr3表示第一节点与第四节点间的加性高斯白噪声。
一种三中继节点协作通信功率分配设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行三中继节点协作通信功率分配方法的步骤，所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P0向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：

确定所述功率P0；

按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3。
根据权利要求11所述的三中继节点协作通信功率分配设备，按照预设功率P、所确定功率P ₀和预设功率分配规则分别计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃包括：

通过如下公式计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃，

其中，符号(a) ⁺＝max(a，0)，

h _sr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，h _sr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，h _sr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，h _r1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：
根据权利要求11所述的三中继节点协作通信功率分配设备，所述预设功率P满足P＝P ₀+P ₁+P ₂+P ₃。
一种三中继节点协作通信设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行三中继节点协作通信方法的步骤：

第一节点以功率P ₀向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；

所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，其中，所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、功率P ₀和预设功率分配规则确定；

所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。
根据权利要求14所述的三中继节点协作通信设备，所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、预设功率P ₀和预设功率分配规则确定包括：

通过如下公式计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃，

其中，符号(a) ⁺＝max(a，0)，

h _sr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，h _sr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，h _sr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，h _r1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：
根据权利要求14所述的三中继节点协作通信设备，所述预设功率P满足P＝P ₀+P ₁+P ₂+P ₃。
一种存储有计算机可读指令的非易失性存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行三中继节点协作通信功率分配方法的步骤，所述功率分配方法用于通信系统，所述通信系统包括第一节点、第二节点、第三节点、第四节点和第五节点，所述第一节点用于以功率P0向所述第二节点、所述第三节点、所述第四节点和所述第五节点发射第一信号，所述第二节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P1发送至所述第五节点，所述第三节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P2发送至所述第五节点，所述第四节点用于将接收到的第一信号放大并以功率P3发送至所述第五节点，所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并，其中，所述方法包括：

确定所述功率P0；

按照预设功率P、所确定功率P0和预设功率分配规则分别计算所述功率P1、所述功率P2和所述功率P3。
根据权利要求17所述的非易失性存储介质，按照预设功率P、所确定功率P ₀和预设功率分配规则分别计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃包括：

通过如下公式计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃，

其中，符号(a) ⁺＝max(a，0)，

h _sr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，h _sr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，h _sr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，h _r1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：
一种存储有计算机可读指令的非易失性存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行三中继节点协作通信方法的步骤：

第一节点以功率P ₀向第二节点、第三节点、第四节点和第五节点发射第一信号；

所述第二节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₁发送至所述第五节点，所述第三节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₂发送至所述第五节点，所述第四节点将接收到的第一信号放大并以功率P ₃发送至所述第五节点，其中，所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、功率P ₀和预设功率分配规则确定；

所述第五节点用于将来自所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的第一信号合并。
根据权利要求19所述的非易失性存储介质，所述功率P ₂和所述功率P ₃根据预设功率P、预设功率P ₀和预设功率分配规则确定包括：

通过如下公式计算所述功率P ₁、所述功率P ₂和所述功率P ₃，

其中，符号(a) ⁺＝max(a，0)，

h _sr1表示所述第一节点至所述第二节点的信道衰落系数，h _sr2表示所述第一节点至所述第三节点的信道衰落系数，h _sr3表示所述第一节点至所述第四节点的信道衰落系数，h _r1d表示所述第二节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r2d表示所述第三节点至所述第五节点的信道衰落系数，h _r3d表示所述第四节点至所述第五节点的信道衰落系数，λ为以下优化问题的拉格朗日乘子：