[發明專利]一種協作通信傳輸方法

有效

• 申請號: 201310167010.X
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103220035A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 陳怡;高戈;楊紅云;王賽;姚華雄
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08;H04L1/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤其是涉及一種協作通信傳輸方法。

背景技術

協作通信是利用信號的廣播特性，通過中繼轉發信號，并在接收端對收到的源節點信號和協作中繼信號進行聯合處理，使得接收端獲得空間分集增益的一種無線通信技術。即，協作通信是中繼（多跳）與直接通信進行融合的方案。

協作分集最早是由Sendoaris等提出通信技術。其基本思想是：通過多用戶之間共享天線從而構造出一種“虛擬多天線陣列”，通過分布式處理來使單天線的移動終端獲得一定的空間分集增益。

協作分集的研究起源于蜂窩網絡，而無線傳感器網絡、Ad?Hoc網絡和無線mesh網絡因其接收節點存在較為豐富的鄰居節點，這些鄰居節點為協作分集技術提供了天然的中繼。

協作通信作為一種新興的技術，許多問題有待于解決，如：“誰和誰協作”，即協作中繼的選擇問題；“在什么情況下協作”，即動態協作策略；“如何協作”，及協作方案。只有有效地解決這些問題才能使這項技術真正走向實用。

但目前在實際使用過程中，協作通訊協議效率不理想。主要原因是：相對集中式網絡（蜂窩網絡）的頻率、時隙、碼字等無線參數的固定不變，網絡參數相對穩定，協作通信是分布式網絡，拓撲時變，移動節點在空間、時間上對無線資源的占用十分復雜，使通信協作的設計變得困難。

目前通用的中繼選擇策略，是通過源節點或目的節點對備選的中繼節點進行判斷，挑選出信道條件最好的一個節點作為協作中繼節點。但是，在源節點和目的節點對中繼節點的選擇中，需要大量通信開銷用于傳輸各備選中繼節點的性能參數，用以比較各備選節點的信道優劣。因此傳統的協作分集技術目的節點需要確定地知道全局信息，即每個潛在中繼節點信道參數，然后挑選出合適的中繼節點；再由被挑選出的中繼節點執行協作任務。而傳統技術的主要缺陷是：默認信道長時間是不變的。挑選協作中繼節點的依據可以是剩余能量最多、SNR最高、傳輸速率最好、誤碼率最低等。但仍然不能避免挑選過程較長，傳輸開銷較大，相對時變的網絡拓撲協議效率低下，處理滯后。

發明內容

為克服現有技術缺陷，本發明提出基于令牌的時分復用中繼挑選策略，簡化協議執行的復雜度，同時獲得完全的空間分集增益。

本發明的技術方案為一種協作通信傳輸方法，包括以下步驟：

步驟1，每個需要發送數據的源節點輪流廣播發出發送請求消息；

步驟2，中繼節點收到源節點發出的發送請求消息時，把自己的節點號填入發送請求消息的消息格式，并轉發；

步驟3，目的節點在收到源節點發出的發送請求消息時，生成中繼節點SNR消息并廣播給所有能夠作為協作節點的中繼節點，并且根據SNR最低的源節點生成中繼源節點號消息后廣播發送給所有能夠作為協作節點的中繼節點；所述中繼節點SNR消息包括源節點發出的發送請求消息所經過各中繼節點分別到目的節點的SNR，SNR表示信噪比；

步驟4，中繼節點收到目的節點的中繼節點SNR消息和中繼源節點號消息后，如果收到的源節點的信號SNR和該中繼節點到目的節點的信號SNR同時大于預設值，則從中繼源節點號消息解碼出源節點號si，并標注其為自己的中繼服務節點；中繼節點在偵聽到源節點si發送的數據包時，將數據包保存在內存中，當傳輸時隙到來時將內存中源節點si所發送數據包傳輸給目的節點；

步驟5，目的節點對收到的源節點si所發送數據包進行數據合并處理。

本發明技術方案的優點是：1）不需要挑選中繼這個步驟；2）目的節點不需要全局的信道統計信息（channel?statistic?information----CSI）。因此，本方案實現起來復雜度低。原因在于：1）基于令牌的時分復用中繼挑選策略不用浪費過多的時間來回傳輸信息確定哪一個節點用于協作，降低了時間開銷；2）由于信道是時變的，協作前過長的時間會降低對信道實時狀況的準確掌握，降低協作策略的效果。

附圖說明

圖1是本發明實施例的網絡的3維拓撲圖。

圖2是本發明實施例的網絡的平面拓撲圖。

圖3是本發明實施例的協作通信機制建立和通信流程圖。

圖4是本發明實施例的基于令牌的時分復用數據發送時隙分配圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例詳細說明本發明技術方案。