[發(fā)明專利]一種基于閾值檢測的中繼節(jié)點選擇方法

有效

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• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108271206B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉星成;易曉慶
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04W40/22;H04W52/02;H04B7/0413
• 代理公司: 廣州潤禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 44446
• 代理人: 凌衍芬

本發(fā)明涉及一種基于閾值檢測的中繼節(jié)點選擇方法，中繼節(jié)點有多個，包括以下步驟：S1、按順序依次判斷該中繼節(jié)點的瞬時信噪比是否大于等于預先設(shè)定的信噪比檢測閾值；S2、若是，則將該中繼節(jié)點的索引值反饋給基站并結(jié)束；若否，則繼續(xù)判斷該中繼節(jié)點是否為倒數(shù)第二個中繼節(jié)點；S3、若是，則將最后一個中繼節(jié)點的索引值反饋給基站并結(jié)束；若否，則返回步驟S1對下一個中繼節(jié)點進行判斷。本發(fā)明方法可根據(jù)不同的信道條件，動態(tài)調(diào)整預先設(shè)定的信噪比檢測閾值，而且不一定需要對所有中繼節(jié)點進行檢測，相對于現(xiàn)有的需要檢測所有中繼節(jié)點的Selection Combining(SC)協(xié)議，減少了中繼節(jié)點的檢測次數(shù)，從而節(jié)省了能量，提高了能效。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利涉及無線傳感器網(wǎng)絡領(lǐng)域，具體涉及一種基于閾值檢測的中繼節(jié)點選擇方法。

背景技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由許多具有數(shù)據(jù)采集功能的傳感器節(jié)點構(gòu)成的。由于傳感器節(jié)點一般部署在人力難以到達的地域，不易于持續(xù)供電，所以能量效率問題一直是無線傳感器網(wǎng)絡的研究熱點。

無線通信系統(tǒng)的能量效率是5G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵目標，因此得到越來越多研究者的關(guān)注。多輸入多輸出（Multi-Input Multi-Output，MIMO）技術(shù)特別是大規(guī)模MIMO技術(shù)是5G無線通信的關(guān)鍵技術(shù)。相比于單輸入單輸出（Single-Input-Single-Output，SISO）技術(shù)，MIMO技術(shù)可以通過空間分集增益有效地提高無線通信系統(tǒng)的信噪比（SNR），在同樣的傳輸性能和連通性能下可以減少傳輸功耗。然而，受限于傳感器節(jié)點的通信能力和能耗等因素，目前常用的無線傳感器節(jié)點都是單天線的，因此協(xié)作通信的思想被引進WSNs中，形成了虛擬協(xié)作MIMO技術(shù)。它的基本思想是將位于同一區(qū)域的多個節(jié)點的天線看作是同一個發(fā)送端或接收端的多個天線，然后便可以采用分集技術(shù)進行發(fā)送或接收，可以很好地對抗信道衰落。

另外，無線傳感器網(wǎng)絡的中繼技術(shù)，利用距離和路徑損耗的非線性關(guān)系來對抗無線信道的衰落特性。傳輸信號經(jīng)過中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，到達目的節(jié)點后的信號幅度衰減大大減小，有效緩解了信源到目的節(jié)點傳輸衰落引起的鏈路質(zhì)量下降問題，可以降低節(jié)點能耗、提高傳輸信噪比、增強組網(wǎng)靈活性以及提升系統(tǒng)容量等。

但是，研究分析認為，MIMO技術(shù)或協(xié)作通信若使用過多的發(fā)送和接收天線（節(jié)點），通信系統(tǒng)中的電路能耗也會增加。特別是對于能量資源受限的無線傳感器節(jié)點，電路能耗的增加將會導致節(jié)點過早地“死亡”造成系統(tǒng)中斷。而且在協(xié)作MIMO中，因為發(fā)送端輸出功率在全部發(fā)射天線上分配，天線數(shù)目的增加也可能導致能效的降低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利提供一種基于閾值檢測的中繼節(jié)點選擇方法，通過減少中繼節(jié)點的檢測次數(shù)，從而節(jié)省能量，提高WSNs能效。

一種基于閾值檢測的中繼節(jié)點選擇方法，中繼節(jié)點有多個，包括以下步驟：

S1、按順序依次判斷該中繼節(jié)點的瞬時信噪比是否大于等于預先設(shè)定的信噪比檢測閾值；

S2、若是，則將該中繼節(jié)點的索引值反饋給基站并結(jié)束；若否，則繼續(xù)判斷該中繼節(jié)點是否為倒數(shù)第二個中繼節(jié)點；

S3、若是，則將最后一個中繼節(jié)點的索引值反饋給基站并結(jié)束；若否，則返回步驟S1對下一個中繼節(jié)點進行判斷。

本發(fā)明方法可根據(jù)不同的信道條件，動態(tài)調(diào)整預先設(shè)定的信噪比檢測閾值，而且不一定需要對所有中繼節(jié)點進行檢測，相對于現(xiàn)有的需要檢測所有中繼節(jié)點的SelectionCombining(SC)協(xié)議，減少了中繼節(jié)點的檢測次數(shù)，從而節(jié)省了能量，提高了能效。

進一步地，所述步驟S1中，各個中繼節(jié)點的瞬時信噪比通過自身鏈路的信道狀態(tài)信息CSI估計得出。

進一步地，所述步驟S1中，首先基站將導頻信號發(fā)送到的所有中繼節(jié)點，所有中繼節(jié)點根據(jù)導頻信號得到各自鏈路的信道狀態(tài)信息CSI。