[发明专利]一种基于最优阈值传输调度的中继节点选择方法

说明书

一种在瑞利衰落信道中的基于最优阈值传输调度的中继节点选择方法，包括以下步骤：1)计算各信道次排序后的信道概率密度函数和累积概率密度函数；2)每个中继节点感知信道信息当前时隙衰落信息，中继节点转发信息所需要的能量以及自身储能并计算平均传输速率通知源节点；3)中继节点依据信道信息以及转发所需要满足的能量条件确定每条链路建立的最小中断概率并通知源节点，源节点依据链路建立中断概率以及中继节点自身储能所提供的转发功率，确定所有符合条件的中继节点；4)在所有符合条件中选择出期望传输速率最大的节点，作为最优中继节点。本发明在瑞利衰落信道中源节点发射功率恒定时，端到端节点选择中继节点以最大期望传输速率传输。

技术领域

本发明属于通信领域，尤其是涉及具有能量采集的协同通信系统以及优化系统的期望传输速率的中继节点选择方法。

背景技术

随着无线通信技术的广泛发展，无线通信技术已经渗入到人类生活的方方面面。同时，因通信产业迅猛发展所引起的通信能耗迅速增长的问题逐渐引起科研和工程领域的注意。如何有效的降低通信产业造成的能量消耗问题是当今科研和工程领域都亟待解决的问题。能量采集中继网络系统融合了能量采集与中继网络的优势，是通信系统进一步发展极其有希望的解决方案。能量采集中继网络利用从周围环境中采集能量(如太阳能、风能、RF等)转发由源节点发送到中继节点的信息，在保证通信质量的基础上，减少资源浪费，从而达到节能减排，降低通信能耗的目的。大部分能量采集中继网络模型中的能量采集部分都是由中继节点完成，而源节点和目的节点则仍是采用传统供电方式，通信部分的模型都是由单个或多个中继节点转发信息。对于能量采集中继网络，不同的中继节点每个时隙收集并储存的能量是不同的，且转发相同数据包所消耗的能量也是不同的，那么选择合适的中继节点，则会提升整个系统的能量利用率和传输速率。因此，当发射功率受限且恒定时，研究如何充分利用有限的储能，从能量采集中继网络中选择合适的中继节点以使系统达到最优传输速率是极其有意义的。

发明内容

为了克服现有的能量采集中继网络中的中继节点因采集能量有限导致转发数据受限，本发明提供一种在解码转发能量采集中继网络中，对于存在瑞利衰落的信道中如何选择中继节点以有限的采集能量，最大化系统传输速率的中继节点选择方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种在瑞利衰落信道中的最优阈值传输调度的中继节点选择方法，所述方法包括以下步骤：

1)源节点到中继节点、中继节点到目的节点的各个信号的包络服从瑞利分布，且信噪比γ服从的指数分布，其中γ₀为平均信噪比。中继节点瞬时信噪比γ₁，γ₂，...，γ_K按由小到大的顺序重排后为γ₍₁₎≤γ₍₂₎≤…≤γ_(k)≤γ_(k+1)≤…≤γ_(K)，γ_(k)称第k个次序统计量，其概率密度函数f_(k)(γ)为：

累积概率密度函数F_(k)(γ)为：

其中，式中各参数定义如下：

f_(k)(γ)：γ_(k)的概率密度函数；

F_(k)(γ)：γ_(k)的累积概率密度函数；

F(γ)：信噪比γ的累积概率密度函数，其中

K：中继节点个数；

γ₀：平均信噪比；

γ_k：中继节点k的瞬时信噪比；