[发明专利]一种应用于认知混合双工网络的中继选择方法

说明书

本发明请求保护一种应用于认知混合双工网络的中继选择方法，包括步骤：建立认知中继网络下中继选择模型，在保证认知用户能够完成通信的条件下，以最小化认知用户对主用户的干扰为目标，建立最小干扰优化模型，从而使模型描述更加准确，通过穷举法进行求解，进而选择出对主用户造成干扰最小的中继结点，使主用户频谱接入认知用户后，在保证认知用户满足一定性能的前提下，令主用户容忍更小的干扰，从而提升主用户性能。

技术领域

本发明属于移动无线通信技术领域，尤其是一种认知混合双工网络中的的中继选择机制。

背景技术

认知无线电技术允许主用户和认知用户共存，全双工中继技术能够实现在相同时间相同的频率上实现信号的接收和发送，两种技术都是今后提升网络中频谱利用率的主流技术，在通常情况下，每个认知用户都是潜在的中继结点，随着移动设备的迅速发展，可选的中继结点的数量十分庞大，因而对在认知中继网络下的中继选择方法的研究很有意义，认知中继网络架构如图1所示。在Underlay模式认知中继网络中，一些中继选择方法如最优认知用户容量中继选择(Optimal Relay Selection，ORS)，基于最大最小准则(Max-Min，MM)的中继选择，最优调和平均准则(Best Harmonic Mean，BHM)的中继选择等也被相继提出。其中，最优认知用户容量中继选择根据信道容量最优选择中继结点，选择的中继结点是所有中继结点中能够使源结点到目的结点容量最大的中继结点；基于最大最小准则的中继选择不用计算容量，根据源结点到中继结点，中继结点到目的结点链路的信噪比进行中继选择，每个中继结点首先比较各自这两条链路的信噪比，选择较小信噪比值作为该中继结点的综合性能参数，再根据该参数设置定时器，选择该综合性能参数最大的中继结点作为被选中继；基于最优调和平均准则的中继选择将源结点到中继结点，中继结点到目的结点链路的信干噪比的最优调和平均值作为设置定时器的综合性能参数，选择调和平均值最大的中继结点作为被选中继。

通过上述技术可以看出，现有认知中继技术模型缺乏对认知用户对主用户造成的干扰的描述，因而不够准确，其都遵循一个原则：只要在干扰温度的限制下，认知网络可以通过中继选择方案尽可能的增大容量(或降低中断概率)，导致结点发射功率偏大，进而对主用户造成的较大干扰。而实际上，即使认知用户能够满足严格的干扰温度的限制，主用户网络也要牺牲自己的(性能或功率)去容忍更高的干扰。例如，在认知用户复用主用户的网络之后，主用户需要增加功率以维持与之前相同的服务质量(Quality of service QoS)，或者使用相同的功率，降低自身的QoS。本发明提出一种应用于认知混合双工网络下的中继选择机制，能够选取对主用户干扰最小的中继结点进行通信。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种保证认知用户满足一定性能的前提下，令主用户容忍更小的干扰，从而提升主用户性能的应用于认知混合双工网络的中继选择方法。本发明的技术方案如下：

一种应用于认知混合双工网络的中继选择方法，其包括以下步骤：

1)、当基站与目的终端的通信发生中断时，基站广播发送中继请求消息；

2)、候选中继终端R_k接收到基站的中继请求消息后，在每个候选中继终端R_k处调用信道估计模块计算本终端到目的终端的信道状态参量将预设的信噪比的阈值γ₀和带入信干噪比公式中求得候选中继终端到目的终端通信所需的最小发射功率并与候选中继终端R_k的最大发射功率相比较；