[发明专利]协作通信系统中兼顾信道条件和业务状态的中继选择方法

权利要求书

1.一种在多用户协作通信网络中兼顾信道条件和业务状态的中继选择方法，其特征在于：先为网络中各用户引入马尔可夫调制的泊松过程的业务到达模型，综合考虑各用户业务的不同服务质量要求，确定主、次用户以及业务传输对信道质量最低要求的信噪比阈值γ_th，再根据主用户信道的实时信噪比与信噪比阈值的大小确定所选择的传输方式：直接传输或中继协同传输；当采用中继协同传输时，结合各潜在中继的不同信道状态和业务状态，提出一种能够体现用户比例公平和满意度的多优化中继选择的效用函数，再基于该效用函数进行中继选择和得到主次用户的业务服务模型；然后运用排队论中系统平衡方程，为主、次用户分别建立无线网络性能参数与描述业务的基本参数相对应的平衡方程，得到处于不同队长时的概率和系统的平均队长，从而得到网络性能参数和业务参数对主次用户端的队列性能的影响，然后从业务队列角度与传统方法进行比较与评估，进一步验证运用该方法进行中继选择为协同中继系统提供高可靠性的通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多用户协作通信网络中的各个业务排队的构成是基于下述三个因素：业务产生因素、队列形成因素和业务服务因素；其中，因两状态的马尔可夫调制泊松过程MMPP实现的简单性及其可扩展性，业务产生因素就选择两状态的MMPP作为业务输入模型，以便从横向或纵向对其进行扩展而体现网络流量的突发性和自相似性，真实反映实际网络特征而具有普适性；队列形成因素选用FIFO的排队规则和平均队长作为服务质量指标；业务服务因素是根据实时信道质量及兼顾的信道条件和业务状态的用户中继选择方法来确定业务服务模型，其中业务服务速率主要取决于信道质量、业务状态和协同方式；为有效利用缓存资源和减小延时，采用放大转发的协同方式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述信噪比阈值γ_th是在系统业务传输过程中衡量和评定信道质量的基本参数，用于决定是否在各用户间 启用中继协同传输机制；

当网络中任意两个节点i和j之间都是窄带的、满足块衰落的瑞利分布的无线信道时，则节点j从节点i接收到的信号为： 式中，x_i是节点i的发送信号，h_i，j为满足瑞利分布的信道衰落系数，P_i为用户发射功率，d_i，j为两个节点i和j之间的距离，α为路损系数，n_i，j为满足均值为零、方差为N₀的加性高斯白噪声；当系统分配给每个用户的传输时隙内，基站与用户之间的信道是慢衰落，即认为该时隙内信道状况不变，且不同用户的传输时隙内的信道衰落相互独立且同分布时，根据该信道模型，节点j的接收信噪比为 式中，|h_i，j|²为均值为1的满足负指数分布的随机变量；当用户与目的端之间的实时信噪比达到业务所要求信噪比阈值时，该两节点间的通信成功，否则，该两节点间的通信中断。