[发明专利]增量AF-OFDM协作网络多维度资源优化算法

权利要求书

1.一种增量AF-OFDM协作网络多维度资源优化算法，其特征在于，所述增量AF-OFDM协作网络多维度资源优化算法包括以下步骤：

步骤一，获取所有时隙内各子载波上的信道状态信息，源节点，第l个中继节点，目的节点分别用S,R_l,D表示，设链路源节点S到中继节点R_l，中继节点R_l到目的节点D,源节点S从子载波i上到目的节点D，源节点S从子载波j上到目的节点D的准静态信道参数分别为h_s,l,i(t)，h_l,d,j(t)，h_s,d,i(t)和h_s,d,j(t)，准静态信道参数在被分成两个时隙的一个协作传输内是假定不变的，可省略自变量t，在一次传输协作内准静态信道参数可写作h_s,l,i，h_l,d,j，h_s,d,i和h_s,d,j；

步骤二，根据多维度资源优化算法，建立以网络寿命m为目标的优化模型，计算所有时隙内每个子载波上的最优功率分配P_l^j,(C,2)(t)以及确定传输过程中的优化变量包含增量策略子载波配对(i,j)，中继选择

所述多维度资源优化算法引入增量策略二进制变量分别表示本次传输两个时隙采用中继转发或者直接传输；i＝1,2,…,N与j＝1,2,…,N表示一个完整的传输过程两个时隙内分别在第i，j子载波上完成，其中N为N个子载波；另一个二进制变量表示选择第l个中继转发信息；两个时隙间的子载波一一配对，每个子载波只能选择不多于1个中继节点来传输信息，即设置的变量应满足以下条件：

步骤三，信息数据传输开始，第一时隙，源节点以计算的发送功率在各个子载波上广播数据，中继与目的节点接收，根据增量策略，确定第二时隙的传输策略，即选择的中继节点以功率P_l^j,(C,2)(t)在配对的子载波j上转发信息到目的节点，或源节点以功率在配对的子载波j上给目的节点发送新数据，实现一次完整的信息传输过程。

2.如权利要求1所述的增量AF-OFDM协作网络多维度资源优化算法，其特征在于，所述多维度资源优化算法为综合考虑增量策略，中继选择，子载波配对以及功率分配多个优化变量，进行联合优化，使网络寿命最大化。

3.如权利要求1所述的增量AF-OFDM协作网络多维度资源优化算法，其特征在于，所述多维度资源优化模型为非凸的优化问题，采用拉格朗日对偶问题求解；首先将原问题转化为对偶问题求解最优的功率分配：

其中Γ_A(t)＝τ_l,n(t)+γ_i(t)，[x]⁺＝max(0,x),μ_t,υ_l,κ为拉格朗日乘子；

P_l^j,(C,2)(t)分别为两个时隙源和中继在直接传输和转发的发送功率；所有信道上的噪声均为独立同分布的加性高斯白噪声，均值为0，方差为σ²；α_l,i(t)＝|h_s,l,i(t)|/σ²，β_l,j(t)＝|h_l,d,j(t)|/σ²，γ_i(t)＝|h_s,d,i(t)|/σ²，和γ_j(t)＝|h_s,d,j(t)|/σ²分别为链路源节点S 到中继节点R_l，中继节点R_l到目的节点D,源节点S从子载波i上到目的节点D，源节点S从子载波j上到目的节点D的链路信噪比。

4.如权利要求3所述的增量AF-OFDM协作网络多维度资源优化算法，其特征在于，计算优化变量时对偶间隙为零。