[发明专利]一种基于系统中断概率的多中继选择及功率分配方法

权利要求书

1.一种基于系统中断概率的多中继选择及功率分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)获取信道统计信息：目的节点通过训练序列获得可用中继集中的M个可用中继节点与源节点间的信道统计信息，以及中继节点与目的节点之间的信道统计信息；

2)基于系统中断概率上界值进行最优功率分配：在系统给定的各中继节点允许最大输出功率值P_imax、源节点允许最大输出功率值P_smax和总功率最大值P条件下，基于系统中断概率上界值，根据所述步骤1)中获取的信道统计信息，对所有可用中继节点和源节点进行一次最优功率分配；

3)中继节点的贡献因子排序：

首先根据所述步骤2)的最优功率分配结果，按照下式计算每个中继节点对中断概率的贡献因子

其中P_s与P_i分别是源节点与中继节点分配到的功率值，为源节点到中继节点R_i间信道的方差，为中继节点R_i到目的节点之间信道的方差；

然后按照各中继节点的贡献因子从小到大对各中继节点进行排序；

4)最优中继集的选取：首先根据所述步骤2)得到的最优功率分配结果计算实时的系统中断概率上界值，然后从可用中继集中删除掉贡献因子最大的中继节点，并将该中继节点分配到的功率按照各节点功率与总剩余功率的比值重新分配给剩余的中继节点和源节点，并再次计算系统中断概率上界值；

5)判断中继集中是否已经没有中继节点，若是，则将最后删除的中继节点作为最终确定的最优中继集后进入步骤6)，否则判断中断概率上界值是否下降，如是，则返回步骤4)，否则将剩余的中继节点加上最后删除的中继节点作为最终确定的最优中继集后进入步骤6)；

6)对最终确定的最优中继集中的中继节点，以及源节点再进行一次最优功率分配，从而确定最优中继集中所有中继节点的功率，以及源节点的功率，目的节点将上述分配结果广播给各中继节点及源节点。

2.如权利要求1所述的基于系统中断概率的多中继选择及功率分配方法，其特征在于，所述步骤2)的具体流程为：

步骤a)定义一组包括N+1个标记变量的标记数组，并对所述标记数组进行初始化前N个标记变量为0表示N个中继节点的分配到的功率值还没有超过自己的最大功率值，最后一个标记数组为0表示源节点分配到的功率值还没有超过其能够输出的最大功率值；

步骤b)首先按照如下标准对源节点以及标记数组pow_flag中为0的标记变量对应的中继节点在忽略各节点功率约束条件下进行功率分配：若中继节点R_i分配到的功率P_i＞P_imax，则取P_i＝P_imax，并置对应的标记变量为1，否则中继节点R_i对应的标记变量不变；若源节点分配到的功率值等于或大于P_smax，则取P_s＝P_smax，并置对应的标记变量为1，否则源节点对应的标记变量不变；

待所有中继节点的功率分配完成后，若此时标记数组pow_flag中为0的标记变量个数没有增加，则表示进行功率分配的节点功率都小于对应的最大功率，进入步骤f)，否则转至步骤c)；

步骤c)检索标记数组pow_flag的标志变量，如果源节点对应的标记数组为0，即源节点分配到的功率没有达到其最大功率，则转到步骤d)，否则转到步骤e)；

步骤d)检索标记数组pow_flag的标志变量，如果前N个标记数组的值均为1，则表示此时所有中继节点均达到其能够输出的最大功率值，此时，Ps=min(Psmax,P-Σi=1NPimax),]]>然后进入步骤f)；否则返回步骤b)；

步骤e)源节点功率取最大值P_smax，并将P_s＝P_smax作为已知条件进行一次功率分配功率分配后进入步骤f)；

步骤f)最优功率分配流程结束。