[發明專利]無線協作網絡中中繼分配和合作維持方法

無效

• 申請號: 200910311134.4
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN101742529A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 劉靜;李大鵬;汪雯琳;陳俊彥;徐友云
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W16/26
• 分類號: H04W16/26;H04W40/08;H04B7/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種無線通信技術領域的方法，具體是一種無線協作網絡中中繼分配和 合作維持方法。

背景技術

近些年來協同無線通信技術得到了廣泛的關注。協同中繼使特定區域的一些節點或終端 形成了一個虛擬天線陣，從而達到空間分集的效果，顯著提高了系統吞吐率。但由于中繼節 點的加入，移動臺可以選擇不同的中繼節點集合來進行數據轉發。因此如何進行協同中繼節 點的選擇將是一個首要解決的問題。在選取協同中繼點的問題上，主要的研究內容是在一個 多協同中繼點的環境中，協同伙伴如何分配和管理，例如協同對象和協同條件等。現有文獻 大多假設節點可以隨意幫助其他節點，沒有考慮節點的自利性。但是作為中繼節點，必將耗 費節點自身的能量。當節點具有自利性時，設計合理中繼分配和管理方案即能得到理想的系 統總體性能，又使得節點之間的相互協作關系穩定，是非常重要的問題。

經對現有技術文獻的檢索發現，Charles?Pandana等人在《IEEE?Transaction?on Wireless?Communications，vol.7，no.8，May.2008，pp.3150-3163(電氣電子工程師協會無 線通信領域期刊，2008年5月，第3150-3163頁)》上發表了題為“Cooperation?Enforcement and?Learning?for?Optimizing?Packet?Forwarding?in?Autonomous?Wireless?Networks( 自組織網絡中數據轉發的學習優化及合作行為的加強)”一文，該文提出一種基于重復博弈 的架構促使網絡中的節點能夠遵守經過優化的數據轉發策略，但是此方案只考慮了網絡節點 的基本的數據轉發功能，并未考慮關于協作分集策略下中繼選擇問題。

另經檢索發現，Yongle?Wu等人在《IEEE?Transaction?on?Wireless?Communications， (電氣電子工程師協會無線通信領域期刊)》上發表了題為“Repeated?open?spectrum sharing?game?with?cheat-proof?strategies(基于重復博弈的公共頻譜上的欺騙行為抵制 頻譜共享策略)”一文，該文提出一種基于重復博弈的懲罰策略防止在頻譜共享的情況下， 一些節點貪婪的增加自身的傳輸能量，進而引起對別的節點的干擾和系統性能的下降。該文 針對頻譜共享場景上的背離行為設計懲罰方案，并未考慮中繼選擇。

經檢索還發現，Walid?Saad等在《IEEE?Transaction?on?Wireless?Communication(電氣 電子工程師協會通信領域期刊)》上發表的文章“A?Distributed?Coalition?Formation Framework?for?Fair?User?Cooperation?in?Wireless?Networks(基于無線網絡中用戶公平 合作的分布式聯盟架構)”。該文提出自私節點基于虛擬MIMO技術的合作聯盟形成，但是該 技術并未考慮合作分集協議下中繼選擇和公平性，以及防止節點背離合作的策略。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種無線協作網絡中中繼分配和合作維持方法 。本發明通過建立合作圈和對背離合作的節點在懲罰時間內進行分布式懲罰，實現了中繼傳 輸系統中繼節點分配以及保證了協作節點之間的公平性和穩定性。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括如下步驟：

第一步，建立TDMA模式單中繼傳輸的無線通信協作網絡，網絡中每個節點時分的接入一 個中心節點，根據每個節點選擇網絡中剩余每個節點作為中繼節點的效用，得到每個節點對 其每個中繼節點的偏好，所有節點向中心節點上報其對所有中繼節點的偏好。

第二步，基于交換市場博弈模型，采用合作圈形成方法建立無線協作網絡中節點間的合 作關系，得到若干個合作圈；當有節點背離合作關系時，執行第三步。

所述的合作圈形成方法是：

1)將網絡中每個節點與其最偏好的節點相連接，組成若干封閉多邊形，組成封閉多邊 形的節點間的合作關系就此確定；

2)重新將剩余的每個節點與剩余的節點中其最偏好的節點相連接，又組成若干的封閉 多邊形，組成封閉多邊形的節點間的合作關系就此確定；