[发明专利]用于多跳虚拟MIMO系统VAA间通信模型的设计方法

权利要求书

1.用于多跳虚拟MIMO系统VAA间通信模型的设计方法，其特征在于：包括

步骤一：建立基于信道模型的多跳虚拟多输入多输出系统的传播和连接模型；

步骤二：在多跳虚拟多输入多输出系统的传播和连接模型的基础上，建立基于帧ALOHA通讯协议的节点协作创建虚拟天线阵列；

步骤三：对基于帧ALOHA通讯协议的节点协作创建虚拟天线阵列的系统性能进行分析，得到用于多跳虚拟MIMO系统中VAA间通信模型的解析表达式。

2.根据权利要求1所述的用于多跳虚拟MIMO系统VAA间通信模型的设计方法，其特征在于：步骤一所述的多跳虚拟多输入多输出系统的传播和连接模型的建立过程包括

S101.在信道模型中，考虑传播效应引起的功率损耗，接收到的功率P_R为：

式(1)中，P_T为发射功率，k为x＝1m时的平均功率损耗，x为链路距离，β为衰减系数，f为短期随机衰落分量；对于VAA间的链路，f以单位均值呈指数分布；

S102.定义L＝k·x^β为平均损耗，通过引入对数尺度得到

L[dB]＝k₀+k₁lnx (2)

式(2)中，k₀＝ζlnk，k₁＝ζ·β，ζ＝10/ln10；

S103.在多跳V-MIMO系统中，源节点通过多个中继节点向目的节点发送数据，Z为网络中的跳数；设源节点、中继节点和目的节点为主节点；源主节点和目的主节点之间的距离为D_SD，d为多跳链中两个后续VAAs的主节点之间的距离；相邻VAAs在距离上是等间距分开的，得到

d＝D_SD/Z；

根据齐次泊松点过程，在区域δA中有一个节点的概率为ρ′δA，其中ρ′表示节点的密度；由于采用的机制，如在节点上执行休眠调度，只有一部分辅助节点是同时活跃的，因此把ρ表示为活跃节点的密度；

S104.设节点配备有2个空中接口：一个短程空中接口，用于VAA内通信；一个远程空中接口，用于VAA间通信；

S105.在主节点和辅助节点协作在源、Z-1个中继和目的节点上创建VAAs。

3.根据权利要求1所述的用于多跳虚拟MIMO系统VAA间通信模型的设计方法，其特征在于：步骤二所述的基于帧ALOHA通讯协议的节点协作创建虚拟天线阵列的建立过程包括

S201.设不同VAAs采用一个FA协议访问信道，VAA间通信可用的全部无线资源在R个单位资源之间分配；

S202.全部VAAs在数据传输前形成，在VAA创建阶段，每个主节点选择用于VAA间通信的时隙；与数据包长度相比，大规模的影响一是缓变的，在数据包传输过程中，协作节点集保持不变；

S203.经步骤S202，形成全部VAAs。

4.根据权利要求3所述的用于多跳虚拟MIMO系统VAA间通信模型的设计方法，其特征在于：在步骤S203所建立的VAAs中，源主节点和目的主节点之间的通信按照以下步骤进行：

S2031.源主节点通过短程空中接口将数据连同使用的时隙一起发送给n_S个协作节点；

S2032.s-VAA的n_S+1个节点采用远程空中接口，通过V-MIMO信道向第一个中继节点发送数据；

S2033.r₁-VAA的个节点协作解码接收到的数据，即数据从个节点发送到主节点，主节点解码数据；

S2034.r₁-VAA上的主节点将要转发的数据连同要使用的时隙一起发送给个协作节点，个协作节点将数据转发给第二个中继节点；

S2035.重复步骤S2033和S2034，直至数据到达最后一个中继节点；

S2036.d-VAA的n_D+1个节点从最后一个中继节点接收数据并协作解码。