[發(fā)明專利]一種過時信道信息下的放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310225947.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103533613A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉帆;邱玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04W48/20
• 分類號: H04W48/20
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 汪祥虬

1.一種過時信道信息下的放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼選擇方法，包括：在單源、單目的節(jié)點、多中繼的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)中，通信過程在兩個時隙完成，在第一個時隙，源節(jié)點根據(jù)反饋信息選擇一個中繼并向其發(fā)送數(shù)據(jù)包；在第二個時隙，被選中的中繼節(jié)點通過放大轉(zhuǎn)發(fā)的方式向目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包完成通信；其特征在于：在進(jìn)行中繼選擇時，源節(jié)點通過反饋獲得第一跳鏈路的過時信噪比信息后，利用信道相關(guān)系數(shù)為輔助，計算并比較各中繼對應(yīng)的條件中斷概率，然后選擇使該中斷概率最小的中繼作為協(xié)作中繼；具體操作步驟如下：

第一步：系統(tǒng)初始化，源節(jié)點獲取各節(jié)點的位置信息，計算源節(jié)點到中繼節(jié)點和中繼節(jié)點到目的節(jié)點的距離d_1(i)和d_2(i)；然后計算各條鏈路的大尺度衰落：λ2(i)=d2(i)-α,]]>以及平均信噪比：η1(i)=E{γ1(i)}=PSN01λ1(i),]]>η2(i)=PrN02λ2(i),]]>i＝1,2,...,N_r；其中下標(biāo)1和2分別表示源節(jié)點到中繼節(jié)的第一跳鏈路和中繼節(jié)點到目的節(jié)點的第二跳鏈路，i∈[1,N_r]表示中繼標(biāo)號，N_r表示可選的中繼總數(shù)，α表示路徑損耗因子，P_S為源節(jié)點的發(fā)送功率，P_r為中繼節(jié)點的發(fā)送功率，N₀₁、N₀₂為第一跳、第二跳鏈路的加性高斯白噪聲的功率；

第二步：源節(jié)點發(fā)送中繼選擇啟動命令；

第三步：每個中繼節(jié)點接收到啟動命令后，獲得各自第一跳鏈路（源節(jié)點到中繼節(jié)點鏈路）的信道信息并測量多普勒頻移f_d(i)，然后將這些信息反饋給源節(jié)點；

第四步：計算每個中繼對應(yīng)的中斷概率：源節(jié)點在獲得多普勒頻移、信道信息參數(shù)后，計算第一跳鏈路的信道相關(guān)系數(shù)ρ_1(i)＝J₀(2πf_d(i)τ)和信噪比τ為信道時延；然后根據(jù)這些信息計算每個中繼對應(yīng)的條件中斷概率所述條件中斷概率的計算式為：

Pout(γ0|γ^1(i))=Σm=0∞e-ρ1(i)2γ^1(i)(1-ρ1(i)2)η1(i)(m!)2(ρ1(i)2γ^1(i)(1-ρ1(i)2)η1(i))m]]>

×{Γ(m+1)-2e-γ0(1-ρ1(i)2)η1(i)(1-ρ1(i)2)η1(i)(1(1-ρ1(i)2)η1(i))m]]>

×Σv=0m[mvγ0m-v(Cγ0η2(i)(1-ρ1(i)2)η1(i))12(v+1)Kv+1((4Cγ0η2(i))1/21(1-ρ1(i)2)η1(i))]}]]>

其中，γ₀表示信噪比門限，η_1(i)表示第一跳鏈路的平均信噪比，η_2(i)表示第二跳鏈路的平均信噪比，是與第一跳鏈路平均信噪比相關(guān)的參數(shù)，Γ(·)表示伽馬函數(shù)，K_v(·)表示第一類修正的v階貝塞爾函數(shù);

第五步：源節(jié)點比較每個中繼節(jié)點對應(yīng)的中斷概率，選擇使其最小的中繼節(jié)點作為協(xié)作中繼，記為k=mini{Pout(γ0|γ^1(i))},]]>具體計算過程如下：

初始化i＝1,2,...,N_r，迭代次數(shù)m＝0；

按照條件中斷概率的計算式更新i＝1,2,...,N_r：

Bm,i=e-ρ1(i)2γ^1(i)(1-ρ1(i)2)η1(i)(m!)2(ρ1(i)2γ^1(i)(1-ρ1(i)2)η1(i))m×{Γ(m+1)-2e-γ0(1-ρ1(i)2)η1(i)(1-ρ1(i)2)η1(i)(1(1-ρ1(i)2)η1(i))m]]>

×Σv=0m|--mvγ0m-v(Cγ0η2(i)(1-ρ1(i)2)η1(i))12(v+1)Kv+1((4Cγ0η2(i))1/21(1-ρ1(i)2)η1(i))]},]]>

Pout(γ0|γ^1(i))=Pout(γ0|γ^1(i))+Bm,i;]]>

若1≤i≤N_r，更新m＝m+1，跳到按照條件中斷概率的計算式更新步驟；否則，結(jié)束循環(huán)；

選擇使中斷概率最小的中繼節(jié)點,中繼標(biāo)號記為k,

第六步：節(jié)點通知被選擇的中繼節(jié)點k，向該中繼節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，其它中繼節(jié)點保持待命狀態(tài)；

第七步：中繼節(jié)點k收到數(shù)據(jù)后，向目的節(jié)點進(jìn)行放大轉(zhuǎn)發(fā)，協(xié)助源節(jié)點完成數(shù)據(jù)傳輸。