[發明專利]全雙工緩存中繼系統多用戶調度方法及系統

有效

• 申請號: 201710155152.2
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106937399B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 李成;徐鈺璇;夏斌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種全雙工緩存中繼系統多用戶調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

中繼系統建立步驟：設置多個已經配對好的源節點、目的節點用戶對，以及一個工作在全雙工模式的中繼站點；

中繼系統工作模式選擇步驟：使得中繼系統工作在譯碼轉發的模式下，即中繼節點在接收到了源節點發送的數據之后，首先將比特信息從信號中提取出來，然后將比特信息存儲到對應的緩存空間中，等到相應對用戶中的目的節點被選中時，再將信息從緩存中提取出來向目的節點轉發；

源節點和目的節點選擇步驟：選擇發送的源節點和目的節點，即選擇發送的用戶對；

調度步驟：中繼節點向所有的用戶發送控制指令，其中，選擇發送的源節點處于發送狀態，其余的源節點都處于靜默狀態，選擇的目的節點處于接收狀態，其余的目的節點均不接收任何信號；由所述中繼節點將選擇發送的源節點所發送的信息存儲到對應的緩存中，并且從對應的緩存中提取數據發送給選擇的目的節點，完成一個時隙內的用戶調度；

所述源節點和目的節點選擇步驟中包括預處理步驟，具體地：計算源節點傳輸信息比特數，并將中繼節點傳輸的比特量與中繼緩存剩余空間大小進行比較；假設整個中繼系統中有N個源節點向中繼節點發送請求，中繼節點接收到請求之后，在整個緩存空間劃分出N個獨立的緩存子空間；然后向這N對用戶發送導頻信號；用戶接收到導頻信號之后，進行信道估計，并將估計得到的信道系數反饋給中繼節點；此外，中繼節點還需要對系統中的噪聲功率也進行估計；

所述源節點和目的節點選擇步驟中假設第i個源節點到中繼節點的信道系數表示為h_i,r，其中i＝1,2,3…N；中繼節點到第j個目的節點的信道系數表示為h_r,j，其中j＝1,2,3…N；中繼系統中的噪聲功率表示為：中繼節點根據香農公式：C＝log₂(1+SNR)，其中P為發射功率，假設源節點的發射功率為P_s，中繼節點的發射功率為P_r；則得到第i個源節點發送給中繼節點的比特數量C_i,r和中繼節點能夠向第j個目的節點轉發的比特數量C_r,j，其中，假設一個時隙為單位長度；

所述源節點和目的節點選擇步驟中假設中繼系統的初始階段，每對用戶均已進行編號P1(S1,D1)，P2(S2,D2)…，Pi(Si,Di),…PN(SN,DN),其中Pi表示的是第i個用戶對的序號，i＝1,2,3…N；Si表示的是第i個源節點，i＝1,2,3…N；Di表示的是第i個目的節點，i＝1,2,3…N；中繼節點依次將N個緩存子空間編號記為：B1，B2…，Bi，…BN,并將Bi分配給Pi，i＝1,2,3…N；分配完成之后，中繼節點依次接收一部分用戶的信息，并存儲到對應的緩存中，保證緩存在初始階段不為空，完成系統的初始化；中繼節點的緩存狀態信息如下：采用Q1,Q2…QN分別表示緩存B1,B2…BN的狀態，即已存儲的信息比特的數量；假設緩存B1,B2…BN對應的大小為G1,G2…GN，則每個對應緩存剩余空間的大小為E1,E2…EN，對應的計算公式為：E1＝G1-Q1，E2＝G2-Q2…EN＝GN-QN。

2.根據權利要求1所述的全雙工緩存中繼系統多用戶調度方法，其特征在于，所述中繼系統建立步驟中的中繼系統中只有中繼節點工作于全雙工模式，源節點工作在發送模式，目的節點工作在接收模式；由于中繼節點配備有緩存，且能夠同時收發信息，因此，中繼節點能夠獨立的選擇發送節點和目的節點。

3.根據權利要求1所述的全雙工緩存中繼系統多用戶調度方法，其特征在于，所述源節點和目的節點選擇步驟中源節點選擇步驟如下：

步驟A1：中繼節點首先將源節點可發送信息量和中繼緩存可接收信息量進行配對，記為(C_i,r，Ei)，C_i,r表示第i個源節點發送給中繼節點的比特數量，Ei表示第i個對應緩存剩余空間的大??；

步驟A2：利用取小函數Min{.}得到(C_i,r，Ei)中的最小值，記為Mi＝Min{C_i,r，Ei}；Mi表示第i個源節點可發送信息量和中繼緩存可接收信息量中的最小值；

步驟A3：通過中繼節點將得到的所有Mi值進行排序，最大的Mi對應的源節點Si即為所要選擇的源節點；完成源節點的調度。