[發(fā)明專利]一種兩跳多中繼系統(tǒng)的雙中繼選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810687560.7
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN108924899B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康琳;董增壽;王豪
• 申請（專利權(quán)）人: 太原科技大學(xué)
• 主分類號: H04W40/22
• 分類號: H04W40/22
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種兩跳多中繼系統(tǒng)的雙中繼選擇方法，其特征在于：由以下系統(tǒng)實現(xiàn)，該系統(tǒng)傳輸為Nakagami-m信道的兩跳傳輸系統(tǒng)，包括一個源節(jié)點，一個目的節(jié)點和L個中繼節(jié)點，源節(jié)點與中繼節(jié)點采用不同的調(diào)制等級進(jìn)行信息的發(fā)送及轉(zhuǎn)發(fā)，每個節(jié)點配有一根天線，系統(tǒng)采用半雙工模式傳輸，通信過程分兩步：

第一步：在Nakagami-m信道的每個相干時間內(nèi)，源節(jié)點采用M_S-QAM調(diào)制等級向L個中繼節(jié)點發(fā)送信息；

第二步：選擇處于M_Ri-QAM調(diào)制等級的多個中繼節(jié)點中可以正確接收源節(jié)點信息的k個中繼集合其中i∈{1,2}，即每個中繼集合包含兩個中繼節(jié)點R₁和R₂，計算各個中繼集合中雙中繼R₁和R₂協(xié)作的系統(tǒng)頻譜效率

頻譜效率定義為每赫茲的平均數(shù)據(jù)傳輸速率，其中，分別表示每個中繼集合中利用中繼R₁和R₂進(jìn)行傳輸?shù)目赡苄裕琓₁＝T_SN/k_S，而后，尋找個集合中最大的集合作為選中的中繼集合，其包括的中繼節(jié)點R₁和R₂則為選中的雙中繼，即

算法具體步驟如下：

步驟1)在Nakagami-m信道中存在一個兩跳傳輸系統(tǒng)，包括一個源節(jié)點以S表示，一個目的節(jié)點以D表示，源節(jié)點向目的節(jié)點進(jìn)行信息傳輸時需要經(jīng)過雙中繼節(jié)點中繼R_j，R_k的轉(zhuǎn)發(fā)，待選中繼節(jié)點為R_i(i＝1,2,…L)，源節(jié)點S到各中繼節(jié)點R_i鏈路的瞬時信噪比表示為：

其中，P_s表示源節(jié)點的發(fā)射功率，N₀表示均值為零的高斯隨機(jī)噪聲的方差，表示源節(jié)點與中繼節(jié)點的鏈路對應(yīng)的信道系數(shù)，服從Nakagami-m分布；

步驟2)在第一時隙，源節(jié)點S在T_S時間內(nèi)以M_S-QAM調(diào)制等級傳輸N比特數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)姆枖?shù)為：

N_S＝N/k_s

其中，k_S＝log₂(M_S)，表示源節(jié)點發(fā)送的每個符號包含的比特數(shù)，

計算數(shù)據(jù)包向R_i傳輸時的S-R_i鏈路的平均數(shù)據(jù)包錯誤概率為：

其中，A₁＝0.204,A₂＝0.147,a₁＝0.971,a₂＝0.525；

步驟3)在第二時隙，待選中繼節(jié)點R_i(i＝1,2,…L)分別以調(diào)制等級轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，選擇正確接收源節(jié)點信息的k個中繼集合其中i∈{1,2}，即每個中繼集合中包含兩個中繼節(jié)點R₁和R₂，作為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的雙中繼，分別以表示在各中繼集合中鏈路S-R₁及鏈路S-R₂傳輸數(shù)據(jù)的概率,

其中，

步驟4)計算k個中繼集合各自的中繼R₁和R₂協(xié)作的系統(tǒng)頻譜效率

其中，T₁＝T_SN/k_S，

并選擇k個中繼集合中頻譜效率最大的中繼集合即作為選中的中繼集合進(jìn)行雙中繼協(xié)作，轉(zhuǎn)發(fā)來自源節(jié)點的數(shù)據(jù)。