[发明专利]一种基于阈值检测的中继节点选择方法

说明书

本发明涉及一种基于阈值检测的中继节点选择方法，中继节点有多个，包括以下步骤：S1、按顺序依次判断该中继节点的瞬时信噪比是否大于等于预先设定的信噪比检测阈值；S2、若是，则将该中继节点的索引值反馈给基站并结束；若否，则继续判断该中继节点是否为倒数第二个中继节点；S3、若是，则将最后一个中继节点的索引值反馈给基站并结束；若否，则返回步骤S1对下一个中继节点进行判断。本发明方法可根据不同的信道条件，动态调整预先设定的信噪比检测阈值，而且不一定需要对所有中继节点进行检测，相对于现有的需要检测所有中继节点的Selection Combining(SC)协议，减少了中继节点的检测次数，从而节省了能量，提高了能效。

技术领域

本专利涉及无线传感器网络领域，具体涉及一种基于阈值检测的中继节点选择方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)是由许多具有数据采集功能的传感器节点构成的。由于传感器节点一般部署在人力难以到达的地域，不易于持续供电，所以能量效率问题一直是无线传感器网络的研究热点。

无线通信系统的能量效率是5G无线通信技术的关键目标，因此得到越来越多研究者的关注。多输入多输出（Multi-Input Multi-Output，MIMO）技术特别是大规模MIMO技术是5G无线通信的关键技术。相比于单输入单输出（Single-Input-Single-Output，SISO）技术，MIMO技术可以通过空间分集增益有效地提高无线通信系统的信噪比（SNR），在同样的传输性能和连通性能下可以减少传输功耗。然而，受限于传感器节点的通信能力和能耗等因素，目前常用的无线传感器节点都是单天线的，因此协作通信的思想被引进WSNs中，形成了虚拟协作MIMO技术。它的基本思想是将位于同一区域的多个节点的天线看作是同一个发送端或接收端的多个天线，然后便可以采用分集技术进行发送或接收，可以很好地对抗信道衰落。

另外，无线传感器网络的中继技术，利用距离和路径损耗的非线性关系来对抗无线信道的衰落特性。传输信号经过中继节点转发，到达目的节点后的信号幅度衰减大大减小，有效缓解了信源到目的节点传输衰落引起的链路质量下降问题，可以降低节点能耗、提高传输信噪比、增强组网灵活性以及提升系统容量等。

但是，研究分析认为，MIMO技术或协作通信若使用过多的发送和接收天线（节点），通信系统中的电路能耗也会增加。特别是对于能量资源受限的无线传感器节点，电路能耗的增加将会导致节点过早地“死亡”造成系统中断。而且在协作MIMO中，因为发送端输出功率在全部发射天线上分配，天线数目的增加也可能导致能效的降低。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本专利提供一种基于阈值检测的中继节点选择方法，通过减少中继节点的检测次数，从而节省能量，提高WSNs能效。

一种基于阈值检测的中继节点选择方法，中继节点有多个，包括以下步骤：

S1、按顺序依次判断该中继节点的瞬时信噪比是否大于等于预先设定的信噪比检测阈值；

S2、若是，则将该中继节点的索引值反馈给基站并结束；若否，则继续判断该中继节点是否为倒数第二个中继节点；

S3、若是，则将最后一个中继节点的索引值反馈给基站并结束；若否，则返回步骤S1对下一个中继节点进行判断。

本发明方法可根据不同的信道条件，动态调整预先设定的信噪比检测阈值，而且不一定需要对所有中继节点进行检测，相对于现有的需要检测所有中继节点的SelectionCombining(SC)协议，减少了中继节点的检测次数，从而节省了能量，提高了能效。

进一步地，所述步骤S1中，各个中继节点的瞬时信噪比通过自身链路的信道状态信息CSI估计得出。

进一步地，所述步骤S1中，首先基站将导频信号发送到的所有中继节点，所有中继节点根据导频信号得到各自链路的信道状态信息CSI。