[发明专利]一种DF协作网络中的多中继选择方法

说明书

本发明公开了DF协作网络中的多中继选择方法，所述方法包括：根据系统获得的信道系数，确定源‑中继‑目的链路信道类型并计算每一个中继节点的信道容量，选取候选中继节点，然后遍历计算候选中继节点中所有组合的信噪比和中断概率，再选取信噪比最大或中断概率最小的候选中继节点组合作为转发中继节点。本发明具有计算复杂度低和性能良好的优点，适用于相同信道类型中的多中继选择和不同信道类型中的多中继选择，全面考虑了现实网络中的可能信道情况，有很好的适用性。

技术领域

本发明涉及无线协作通信领域，具体涉及DF协作网络中的多中继选择方法。

背景技术

DF协作网络中继选择包括单中继选择和多中继选择，多中继选择能形成虚拟MIMO效应。多中继选择已有一些技术成果，例如基于信道波束形成算法的多AF中继选择方案，在波束形成的基础上遍历计算所有中继节点组合的信噪比，选取信噪比最大的那一组中继节点作为转发中继节点；基于人工蜂群算法的多中继选择方案，在人工蜂群算法基础上遍历计算所有中继节点组合的信噪比，寻求最佳信噪比的中继节点组合作为转发中继节点。这些多中继选择方案的主要不足在于：当中继节点很多的情况下，计算的复杂度很高，增加了系统的负荷。为了降低系统负担，人们提出的两用法可以降低复杂度，但是对应的多中继选择方案只是针对某一种单一的信道类型，是一种理想的模型。当通信系统同时存在多种信道时，这些方案不能很好的实现多中继选择，导致在复杂的通信系统中丧失灵活性。

发明内容

本发明所提供的DF协作网络中多信道的多中继选择方法，具有计算复杂度低和性能良好的优点，适用于相同信道类型中的多中继选择和不同信道类型中的多中继选择，全面考虑了现实网络中的可能信道情况，有很好的适用性。

方案一：所有链路的信道类型相同时的多中继选择

(1)定义源节点到第i个中继节点之间链路的信道系数为F_i，第i个中继节点到目的节点之间链路的信道系数为G_i，i＝1,2,...,N，N为中继节点总数，候选中继节点的信道容量门限为R；选取信道容量大于R所对应的中继节点作为候选中继节点，构成候选中继节点集合D＝{d_j,j＝1,2,…,M},M≤N。

(2)将候选中继节点组合成2^M个候选中继节点组合，用a_k,j＝1表示第k个候选中继节点组合中第j个候选中继节点被选为转发中继节点，a_k,j＝0表示第k个候选中继节点组合中第j个候选中继节点不被选作转发中继节点；利用公式：遍历计算所有候选中继节点组合所对应的信噪比γ₁,γ₂,…,γ_k；

其中：k＝1,2,…,2^M；P₀是源节点的发射功率；P_k,j是第k个候选中继节点组合中第j个候选中继节点的发射功率；f_k,j是源节点到第k个候选中继节点组合中第j个候选中继节点之间链路的信道系数；g_k,j是第k个候选中继节点组合的第j个候选中继节点到目的节点之间链路的信道系数；σ²是噪声功率。

(3)选取信噪比最大的候选中继节点组合中的非零元素对应的候选中继节点作为转发中继节点。

方案二：各链路的信道类型相同或不同时的多中继选择

(1)定义源节点到第i个中继节点之间链路的信道系数为F_i，第i个中继节点到目的节点之间链路的信道系数为G_i，i＝1,2,...,N，N为中继节点总数，候选中继节点的信道容量门限为R；选取信道容量大于R所对应的中继节点作为候选中继节点，构成候选中继节点集合D＝{d_j,j＝1,2,…,M},M≤N。