[發明專利]基于非再生中繼方式的中繼轉發的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201110205200.7
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102355661A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 龍航;曠婧華;王方向;張月瑩;鄭侃;王文博
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W12/00
• 分類號: H04W12/00;H04W40/22;H04K1/02;H04L25/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及一種基于非再生中繼方式的中繼轉發的控制方法和裝置。

背景技術

由于無線傳輸媒介的廣播特性，傳播范圍內的無線終端都可能收到來自源節點的信息。這樣原本由源節點發送至目標節點的信息有可能被其他節點竊聽到，從而導致保密性降低，信息無法被安全傳輸。因此無線通信系統的保密性成為人們關注的熱點。已有的信息安全研究多集中于物理層上層保密協議的研究，即對物理層傳輸數據進行封裝之后，利用保密協議來保證信息傳輸安全。

目前研究人員將重點轉移到如何在不進行上層加密的前提下，提高無線通信系統的保密容量，即如何使得竊聽節點無法或者盡可能少的獲取源節點發送到目的節點的信息。研究人員將源節點S到目的節點D之間的容量，與源節點S和竊聽節點E之間的容量的差值稱為保密容量。

同時，在傳統的蜂窩網絡中，如果目的節點處在不能和源節點通信的一些區域，例如小區邊緣，或者在被高大建筑物遮擋等收不到源節點信號的地方，會導致源節點與目的節點之間無法通信，或者信號較差，掉話率提高。如果在原有設施的基礎上，在源節點和目的節點之間增加一些中繼節點，或者部分源節點/目的節點作為中繼節點轉發信息，可以改善源節點和目的節點之間的鏈路質量，從而提高系統性能。因此，中繼技術的研究對新一代無線通信系統具有重要意義。

在中繼技術的研究中，根據轉發信息的不同，中繼可以分為非再生中繼和再生中繼。非再生中繼是簡單放大接收信息并將其發送給用戶。再生中繼是中繼站對接收信息進行解碼并重新編碼之后發送給用戶。

鑒于中繼技術的優勢，將物理層信息安全與中繼相結合成為無線領域內的一個新的研究熱點。研究中發現當中繼節點靠近目的節點時，源節點到目的節點之間的容量大于竊聽鏈路的容量。因此，在有保密容量限制的協同中繼系統中，中繼選擇是一種提高系統性能且減少實現復雜度的有效方法。與此同時，人們發現當有其他節點協助源節點發送干擾，即目的節點和竊聽節點都收到干擾信息，而目的節點已知這些干擾信息時，可以有效提高系統的保密容量。

當源節點和目的節點之間存在多個中繼節點時，已有的將物理層信息安全與中繼相結合的工作多集中在再生中繼系統中：第一階段源節點向多個中繼節點廣播發送信息，然后系統從可以成功解碼的中繼節點中選擇最優節點進行轉發，然后從其他中繼節點中選擇一個干擾節點發送干擾；第二階段被選中的中繼節點解碼并重新編碼后向目的節點轉發，干擾節點發送干擾信息。竊聽節點可以接收到第二階段中繼節點和干擾節點發送的信息。但是從系統實際工作的角度出發，再生中繼的方式對于系統實現來說，復雜度較高。

由此可見，當前保證系統的保密容量時，采用再生中繼方式的中繼轉發過程中，導致系統復雜度高，因此當前需要一種基于非再生中繼方式的技術方案來實現中繼轉發的控制，保證了系統的保密容量的同時，且系統結構簡單，容易實現。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種基于非再生中繼方式的中繼轉發的控制方法和裝置，解決了在保證系統的保密容量的前提下，如何采用非再生中繼方式的實現中繼轉發的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于非再生中繼方式的中繼轉發的控制方法，包括：

源節點所屬服務區內的各個中繼節點，根據獲得其和源節點之間的信道狀態信息、以及其和目的節點之間的信道狀態信息，計算進行中繼選擇所需要的信道信息，反饋給源節點；

源節點收到中繼節點發送的信道信息后，根據該信道信息從所述各中繼節點中選擇所述信道信息中反饋的數值最大的一組中繼節點來轉發信息，選擇次大的一組中繼節點發送干擾信息，被選中的中繼節點通過非再生中繼方式，協同源節點向目的節點進行信息傳輸。

所述的控制方法，其中，所述各個中繼節點根據獲得其和源節點之間的信道狀態信息、以及其和目的節點之間的信道狀態信息，計算進行中繼選擇所需要的信道信息，反饋給源節點的步驟，包括：

各個中繼節點測量其和源節點、以及其和目的節點之間的信道系數后，計算其和源節點、以及其和目的節點之間的信道系數的絕對值，再比較得到二者中的較小值，反饋給源節點。

本發明還提供了又一種中繼轉發的控制裝置，包括：獲取信息單元，用于獲取源節點所屬服務區內的各個中繼節點和源節點之間的信道狀態信息、以及該各個中繼節點和目的節點之間的信道狀態信息；

計算單元，用于根據獲取的所述信道狀態信息，計算進行中繼選擇所需要的信道信息；及