[發(fā)明專利]一種基于最優(yōu)閾值傳輸調(diào)度的中繼節(jié)點(diǎn)選擇方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710919230.1 | 申請日： | 2017-09-30 |
| 公開（公告）號： | CN107872270B | 公開（公告）日： | 2020-08-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 黃亮;岳夢娟;錢麗萍;吳遠(yuǎn) | 申請（專利權(quán)）人： | 浙江工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號： | H04B7/155 | 分類號： | H04B7/155;H04B17/336;H04W40/22 |
| 代理公司： | 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241 | 代理人： | 王利強(qiáng) |
| 地址： | 310014 浙江省*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 最優(yōu) 閾值 傳輸 調(diào)度 中繼 節(jié)點(diǎn) 選擇 方法 | ||
1.一種在瑞利衰落信道中的基于最優(yōu)閾值傳輸調(diào)度的中繼節(jié)點(diǎn)選擇方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：
1)源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的各個信號的包絡(luò)服從瑞利分布，且信噪比γ服從的指數(shù)分布，其中γ0為平均信噪比，中繼節(jié)點(diǎn)瞬時信噪比γ1，γ2，...，γK按由小到大的順序重排后為γ(1)≤γ(2)≤…≤γ(k)≤γ(k+1)≤…≤γ(K)，γ(k)稱第k個次序統(tǒng)計量，其概率密度函數(shù)f(k)(γ)為：
累積概率密度函數(shù)F(k)(γ)為：
其中，式中各參數(shù)定義如下：
F(k)(γ)：γ(k)的概率密度函數(shù)；
F(k)(γ)：γ(k)的累積概率密度函數(shù)；
F(γ)：信噪比γ的累積概率密度函數(shù)，其中
K：中繼節(jié)點(diǎn)個數(shù)；
γ0：平均信噪比；
γk:中繼節(jié)點(diǎn)k的瞬時信噪比；
γ(k)：中繼節(jié)點(diǎn)瞬時信噪比按照從小到大排序后,信噪比第k個次序統(tǒng)計量；
2)每個中繼節(jié)點(diǎn)感知從源節(jié)點(diǎn)到自身，以及自身到目的節(jié)點(diǎn)的信道信息，然后將轉(zhuǎn)發(fā)信息所需要的能量以及自身儲存能量通知源節(jié)點(diǎn)；通過中繼節(jié)點(diǎn)感知到的信道信息以及中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)接收到的信道信息，得到系統(tǒng)平均信噪比E[γ(k)]如下：
平均傳輸速率E[C(k)]如下：
其中，式中各參數(shù)定義如下：
B：信道帶寬；
Ps：源節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率；
3)最優(yōu)閾值傳輸調(diào)度方法選擇中繼節(jié)點(diǎn)，鏈路是否建立的的判斷依據(jù)為中繼節(jié)點(diǎn)k的轉(zhuǎn)發(fā)功率Pk≥2Emax/T，據(jù)此，進(jìn)一步計算得到中斷概率表達(dá)式為：
其中，式中各參數(shù)定義如下：
Pk：中繼節(jié)點(diǎn)k的轉(zhuǎn)發(fā)功率；
Emax：中繼節(jié)點(diǎn)儲能最大容量；
T：信息從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)所需要的時間，信息源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)與從中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的時間相同，均為T/2；
4)系統(tǒng)從符合條件的中繼節(jié)點(diǎn)中選擇最大均值平均傳輸速率E[C(k)]，選擇最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)k*滿足下式：
約束條件為：E[O(k)]≤Emax
步驟4.1：對于公式(6)中的約束條件，轉(zhuǎn)換為最小功率與最大儲能關(guān)系，得到下式：
約束條件：Pk≥2Emax/T
步驟4.2：對于公式中的約束條件，改用步驟3)的中斷概率表示，即當(dāng)中斷概率小于閾值則鏈路建立，得到下式：
利用求得最大期望傳輸速率時選擇最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)k*；
步驟4.3：依據(jù)信息從源節(jié)點(diǎn)發(fā)送到中繼節(jié)點(diǎn)所消耗的能量等同于其從中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)所消耗的能量，求得系統(tǒng)平均能量消耗E[O(k)]：
化簡公式(9)，得到中繼節(jié)點(diǎn)傳輸速率經(jīng)順序統(tǒng)計后均值能量消耗為：
將公式(1)代入公式(10)，且利用積分公式得到：
由公式(5)(11)，得到系統(tǒng)期望能量消耗
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