[發(fā)明專利]面向無線通信增強(qiáng)的多點(diǎn)聯(lián)合傳輸方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811053979.3
• 申請(qǐng)日: 2018-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN108832972B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔令和;劉雨桐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/026
• 分類號(hào): H04B7/026;H04B7/0413;H04W24/02;H04W40/32
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種面向無線通信增強(qiáng)的多點(diǎn)聯(lián)合傳輸方法，其特征在于，在基站與終端之間無法直接通信時(shí)，設(shè)置終端通過環(huán)境感知和終端間短距離通信，進(jìn)行瞬時(shí)分組策略并選出節(jié)點(diǎn)簇頭；通過節(jié)點(diǎn)簇頭進(jìn)行分布式波束成形的方式向其他終端廣播基站和其他終端的身份和位置信息；最終各個(gè)終端根據(jù)接收到的相關(guān)位置信息以分布式波束成形的方式建立虛擬多輸入多輸出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與基站通信的上行覆蓋增強(qiáng)，并在與基站建立相互連接后，基站和終端之間通過交互實(shí)時(shí)信道參數(shù)并基于反饋控制對(duì)所述虛擬多輸入多輸出系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)整；

所述的廣播，采用LTE廣播機(jī)制，且只廣播一次。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的瞬時(shí)分組策略，其優(yōu)化目標(biāo)：

主要目標(biāo)：min(T_tot)，即最小化T_tot；表示盡可能減少集群策略的總時(shí)間消耗，使D2D通信流程盡可能精簡；

次要目標(biāo)：min(E_tot)，即最小化E_tot；表示盡可能減少集群策略的總能量消耗，使得交互信息最小化；

受限條件：d(CH₁，CH₂)＜2r

其中：r是無線網(wǎng)絡(luò)通信磁盤模型中的傳輸半徑，優(yōu)化目標(biāo)中的受限條件表明本發(fā)明的方法限制在單跳范圍內(nèi)的集群策略，從而保證較高的通信傳輸率，CH表示簇頭(clusterhead)，d(CH1，CH2)表示任意兩個(gè)簇頭之間的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的瞬時(shí)分組策略，具體包括以下步驟：

步驟1：將所有終端節(jié)點(diǎn)按照一跳通信的距離分組，保證每組都可以并發(fā)地形成自組網(wǎng)絡(luò)，并由此確定無線網(wǎng)絡(luò)通信磁盤模型中的傳輸半徑r；

步驟2：估計(jì)每個(gè)自組網(wǎng)絡(luò)所需簇頭數(shù)其中：n為總終端數(shù)，a²為分布區(qū)域，C為可調(diào)參數(shù)；

步驟3：計(jì)算自組網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)先分配概率其中：β為冗余系數(shù)，P₁最大為1；

步驟4：計(jì)算自組網(wǎng)絡(luò)選擇簇頭的最優(yōu)傳輸時(shí)間段T：由于每個(gè)簇頭任選一個(gè)時(shí)間段并傳ID信息，一個(gè)簇中成員收到至少一個(gè)簇頭信息而不發(fā)生碰撞的概率是：其中：z為簇頭候選數(shù)，T為時(shí)間段數(shù)，根據(jù)高連接概率P₂的要求，即可得到最小化時(shí)間消耗T；

步驟5：計(jì)算補(bǔ)償機(jī)制中的時(shí)間段數(shù)Δ＝θT，其中：θ為重復(fù)次數(shù)，其滿足在時(shí)間段Δ內(nèi)所有分離的節(jié)點(diǎn)都能連入集群拓?fù)渲校?/p>

步驟6：先判斷節(jié)點(diǎn)初始為簇頭或簇中成員，當(dāng)節(jié)點(diǎn)被預(yù)先分配步驟3中計(jì)算的概率大于50％后成為簇頭候選節(jié)點(diǎn)，則執(zhí)行簇頭候選算法；反之，當(dāng)節(jié)點(diǎn)被預(yù)先分配步驟3中計(jì)算的概率小于50％后成為簇中成員，則執(zhí)行成員算法。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，所述的步驟6中包括簇頭候選算法，其步驟為：

步驟6.1：創(chuàng)造一個(gè)根據(jù)ω分布的從1到T的隨機(jī)數(shù)k，其中：ω是當(dāng)前狀態(tài)的分布方程；

步驟6.2a：當(dāng)被判斷的節(jié)點(diǎn)從第一個(gè)到第k-1個(gè)時(shí)間段中，都沒有收到任何信息，則廣播自身的ID信息并跳出簇頭候選算法；

步驟6.2b：當(dāng)被判斷的節(jié)點(diǎn)收到了來自其他候選簇頭的信息，則退而變成簇中成員；

步驟6.3：繼續(xù)聆聽從第k個(gè)時(shí)間段到第T個(gè)時(shí)間段的信息，當(dāng)聽到更多ID信息，則變成成員；

步驟6.4：繼續(xù)聆聽從第T+1個(gè)時(shí)間段到第T+Δ個(gè)時(shí)間段，當(dāng)聽到更多ID信息，則變成成員，否則跳出算法；

所述的步驟6中包括成員算法，其步驟為：

步驟6.i：聆聽從第一個(gè)時(shí)間段到第T個(gè)時(shí)間段的信息；

步驟6.iia：當(dāng)聽到簇頭信息，則成為成員；

步驟6.iib：當(dāng)沒有任何信息，則成為簇頭，并跳轉(zhuǎn)到簇頭候選算法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述的分布式波束成形是指小相位擾動(dòng)約束唯相位算法，這里已知應(yīng)用于該分布式波束成形的參數(shù)信息來自多點(diǎn)聯(lián)合傳輸中身份信息或終端位置。