[发明专利]一种多源多中继协作网络中轮询分组调度方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及协作中继网络中的节点选择与用户调度方法，具体是一种多源多中继协作网络中基于轮询分组调度的节点选择与用户调度方案，并在中继端引入分布式空时编码技术。

背景技术

在无线通信中，分集技术是消除由随机衰落引起的信道干扰最为有效的一种方法。协作通信作为一种很有前途的方案以分布式的方式达到协作分集。目前已经提出了很多种协作方式，包括放大转发（AF, Amplify-Forward），译码转发（DF, Decode-Forward）方案等。考虑到在实际应用中，多个源节点用户同时需要进行信号传输的情况更为常见，比如蜂窝移动网络中的多用户协作结构和无线传感器网络中的分族结构等，故出现了针对多个源节点用户的协作通信系统的研究。因此如何对系统中存在的节点进行合适的调度传输是一个值得研究的问题。在实际的应用中，在一个拥有多个源节点用户和多个中继节点的网络中。如何协调这些节点相互协作，哪些中继参与哪些用户的协作即节点的调度问题是值得深入研究的问题。而在大多数资源分配和调度算法中，主要研究如何提高端到端的系统性能，在大多数研究中每次均选择信道状况最好的用户，在中继选择的时候也都是选择具有最好信道状况的中继。而在实际情况中，有些节点可能长期处于深度的衰落中，这样就导致信道状况不好的用户长期得不到服务。但在多用户协作系统中必须要兼顾对源节点用户服务质量和公平性的保证。在实际的通信过程中，若每次所有中继节点均参与协作过程，将无法合理利用系统资源，造成系统能量的浪费，所以对那些节点简单和有许多制约因素的实际网络进行中继选择是很有必要的。中继选择即从中继集合中按照一定的规则选择出一个或者多个中继节点进行工作。若每次都选择信道状况好的中继节点进行协助通信，考虑到实际情况中由于各个中继节点的处理能力或者是总容量总能量等受限的问题，会造成中继节点负载不均衡。所以，如何权衡用户公平性、中继节点的负载均衡问题和系统性能是我们待解决的问题。现有技术1中“Round-Robin Relaying with Diversity in Cooperative Communications” IEEE Global Telecommunications Conference: IEEE.2009:1-5，提出了一种解决方法。但是该方法效果并不好。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种多源多中继协作网络中轮询分组调度方法，包括如下步骤：

（1）初始化，                                                =1，源节点用户集合，被选择的用户集合；

（2）设定中继节点所组成的集合为V，每个时隙选择K个中继节点同时传输信息，即从个中继节点中选择不同的个用户组成中继节点调度组集合，的选取是按照轮循的方式进行选择分组的，设定为集合中的索引号，即当=1时，所选中的中继组为中的第1组，依次类推，设定,,为源节点经过第组中继节点传输后在目的端所能达到的信噪比之和：

为从源节点用户到中继节点的信道参数，为中继节点到目的节点的信道参数；代表每个中继节点的发射功率，代表每个源节点的发射功率；为噪声方差；

从源节点用户集合中选取第1个源节点用户,满足 ，，，=1；

（3）选择第个源节点用户，，，，；

（4）重复步骤（2）到步骤（3）直到或者，一次轮询结束，；

（5）重复步骤（2）到步骤（4）直到，全部用户轮询完毕。

进一步的，还包括如下步骤：通过上述节点选择和用户调度之后，在所选择的中继节点和用户中引入分布式空时码。

进一步的，当=1，=2，时，即选取的中继为，，调度的用户为和。所调度的用户以TDMA的方式将功率归一化的信号发送给中继，则中继端接收信号，由得到，，，，经过空时编码得到目的端接收信号

   

进行转换之后得到

  

经过最大似然译码得到和的估计值

              

。

进一步的，当=1，=4，时，利用准正交空时码码字,来构建分布式准正交空时码，经过编码得到目的端接收信号为：

，

 进行转换之后得到

采用成对译码得到：

同理，可得。