[发明专利]多源多目标网络下基于包聚合的选择协作方法

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1.多源多目标网络下基于包聚合的选择协作方法，其特征在于：对于有M个源节点s_i，i＝1,...,M和N个目标节点d_k，k＝1,...,N，M＞N的网络，具有相同目标节点的源节点间互相协作，在协作过程中，针对数据包较小的特点，实施包聚合策略；

数据传输过程包括两个阶段：

第一阶段：直接传输，在每轮数据发送前，进行TDMA调度，获取源节点的传输顺序，根据调度结果，各源节点s_i依次在自身时隙发送数据包给各自的目标节点d_k，同时，与其有相同目标节点的后续源节点接收数据包并尝试解码，解码成功的源节点加入解码集D(s_i)；

若数据传输成功，目标节点返回确认ACK帧，解码集D(s_i)中的源节点在各自缓存中删除该数据包，此源节点数据传输结束，轮到下一个源节点发送数据；

若数据接收失败，目标节点反馈否决NACK帧，D(s_i)中能够成功接收NACK帧的节点进一步加入有效集A(s_i)，根据一定策略在A(s_i)中选出最佳中继b_i，进入第二阶段；

在第一阶段中，采用3种TDMA调度方案获取源节点的传输顺序，分别为：固定调度、随机调度和自适应调度；所述固定调度是指在整个数据传输过程中，源节点的传输顺序始终不变，按源节点序号1、2、…、N进行；所述随机调度是指每轮中源节点的传输顺序随机安排；所述自适应调度是指每轮数据传输结束后，目标节点根据前一轮信道质量的好坏对源节点进行排序，信道质量最差的源节点排在最前，最好的排在最后，下一轮数据传输前，目标节点广播传输顺序，排在前面的源节点优先传输；

在最佳中继的选择上，任何一个存在于有效集A(s_i)中的源节点都能够当选为最佳中继，若有多个最佳中继可选，则根据最佳信道质量、节点的最大剩余能量、最少中继当选次数指标挑选最佳中继，以实现网络的多目标优化；

所述最佳信道质量中继选择策略包括：在第一阶段中继选择中，从源目节点间的瞬时信道质量角度对最佳中继进行选择，即从有效集A(s_i)中选取与目标节点瞬时信道值最大的源节点作为最佳中继节点；

所述最大剩余能量中继选择策略包括：在第一阶段中继选择中，从源节点剩余能量角度对最佳中继进行选择，即从有效集A(s_i)中选取剩余能量最大的源节点作为最佳中继节点进行数据转发；

所述最少中继当选次数中继选择策略包括：在第一阶段中继选择中，从被当选中继节点的次数的角度进行选择，即有效集A(s_i)中被当选次数最少的节点优先选为最佳中继；

第二阶段：聚合传输，在b_i的传输时隙，b_i将自身数据与从s_i接收到的数据进行聚合，并将聚合后的数据发往目标节点d_k，此源节点的数据传输结束，轮到下一个源节点发送数据；

通过构建源目节点间的关联矩阵，将MN的多源多目标网络转换为N个多源单目标网络，再对所述多源单目标网络实施选择协作通信；

根据以下方法构建所述源目节点间的关联矩阵：

构建一个M×N的关联矩阵R，R中的每个元素r_ik表示源节点i与目标节点k之间的对应关系，若k是源节点i的目标节点，则r_ik为1，否则，r_ik为0，R与r_ik分别表示为：

每个所述目标节点对应关联矩阵中的一列，每一列中元素值为1的节点间互相协作，元素值为0的节点无需进行解码，不参与协作；

在所述第二阶段的聚合传输过程中，当有多个数据包等待聚合时，聚合包的选择策略有：随机聚合、先到先聚合、聚合次数多的先聚合；所述随机聚合是指从待聚合包中随机选择一个数据包进行聚合；所述先到先聚合是指优先聚合最早接收的数据包；所述聚合次数多的先聚合是指挑选之前聚合次数最多但未发送成功的数据包进行聚合。