[发明专利]一种基于能量收集的D2D通信中继选择方法

权利要求书

1.一种基于能量收集的D2D通信中继选择方法，适用于由一个基站和多个移动设备组成的通信网络，每个移动设备均具有无线能量收集装置、蜂窝通信接口和D2D通信接口，且基站为产生通信需求的两台移动设备选择了D2D中继模式，D2D通信以复用模式与蜂窝通信共存，其特征在于，包括：

步骤S1：将选定为D2D中继通信模式的一对移动设备标记为第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)，基站检查第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)的邻居节点流表，将共同邻居节点中处于空闲状态的移动设备组成中继备选集，并通知中继备选集中的所有备选中继节点竞选中继；

步骤S2：每个备选中继节点收到通知后分别获取以所述备选中继节点为中继节点时，所述备选中继节点的能量收集功率P_H和整个双向通信的传输速率并分别生成竞选数据发送给第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)；

步骤S3：第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)分别对所述竞选数据的集合进行投票，分别得到第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)对各个备选中继节点R_i的投票票数的集合并将其发送给基站；

步骤S4：基站根据投票票数的集合进行中继节点选择，如果选择得到一中继节点(R)，则通知第一端节点(D₁)、第二端节点(D₂)和中继节点(R)建立通信链路；否则，选择失败，通知第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)进行蜂窝通信；

在所述步骤S3之前，还包括：第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)分别预先设置其对传输速率的投票规则和对能量收集功率的投票规则；且在所述步骤S3中，第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)分别通过其对传输速率的投票规则和对能量收集功率的投票规则来对所述竞选数据的集合进行投票；

在所述步骤S3中，第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)对传输速度的投票规则为：

其中，a_ij为第j端节点D_j对备选中继节点R_i的传输速率的投票票数(j＝1,2)；为中继节点的基准传输速率，其根据不同业务需求对信干噪比的要求来设置；为以备选中继节点R_i为中继节点时，整个双向通信的传输速率；i为备选中继节点R_i的序数；

且第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)对能量收集功率P_H的投票规则为：

其中，b_ij为第j端节点D_j对备选中继节点R_i的能量收集功率的投票票数(j＝1,2)；为第j端节点D_j对备选中继节点R_i的能量收集功率的最低要求；为备选中继节点R_i的能量收集功率；i为备选中继节点R_i的序数；

在所述步骤S3中，第一端节点(D₁)对备选中继节点R_i的投票票数的集合为：(θ₁a_i1，(1-θ₁)b_i1)，第二端节点(D₂)对备选中继节点R_i的投票票数的集合为：(θ₂a_i2，(1-θ₂)b_i2)，

其中，θ₁、θ₂的取值范围为(0，1)，分别表示第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)对传输速度参数的关注指数，(1-θ₁)和(1-θ₂)为第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)对能量收集功率参数的关注指数，θ₁a_i1、θ₂a_i2为第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)对备选中继节点R_i的传输速率的投票票数的加权结果，(1-θ₁)b_i1、(1-θ₂)b_i2为第一端节点(D₁)和第二端节点(D₂)对备选中继节点R_i的能量收集功率的投票票数的加权结果，j＝1,2；

在所述步骤S4中，在进行中继节点选择时，如果存在备选中继节点满足R_i∏_i,j＝1,2a_ij0且∏_i,j＝1,2b_ij0，则选择得到一中继节点，否则，选择失败。