[发明专利]一种基于区块链智能合约的蜂窝小区中继协作通信方法

说明书

本发明涉及一种基于区块链智能合约的蜂窝小区中继协作通信方法，与现有技术相比解决了协作通信终端与中继节点间难以建立信任关系的缺陷。本发明包括以下步骤：建立中继协作通信系统模型；进行中继协作通信。本发明利用了区块生成和共识过程，保障了终端之间的公平交易，提升了数据传输的安全水平；信源在协作通信时的中继选择过程，采用最优发送功率与定价算法选择中继，保障了终端在低电量下的通信质量。

技术领域

本发明涉及无线蜂窝通信技术领域，具体来说是一种基于区块链智能合约的蜂窝小区中继协作通信方法。

背景技术

随着智能终端软硬件的发展、网络速率的提升、多媒体应用的发展，移动终端的数据流量成爆炸式增长，由此带来了移动终端的能耗越来越大。节能和绿色通信是无线通信的重要主题之一，目前智能终端的电池性能没有得到改善，因此如何降低终端的能量损耗是需要解决的关键问题。已有研究表明，协作通信是降低移动终端MT能耗的有效方法之一。但是这些研究均是建立在信源和中继完全信任的前提下，然而在实际中分布式终端难以直接建立相互信任的关系，如果缺少有效的经济行为作为能量共享的激励条件，终端未必会愿意参与到中继转发的过程中，所以需要一种有效的合作激励机制来激励终端参与协作。

区块链技术使用一种去中心化的分布式账本的数据结构，该分布式账本用于存储用户间涉及相互交互行为的数据，例如虚拟货币交易行为、商品信息的溯源行为、健康医疗数据的存储记录等。不同于传统的数据库管理模式，参与者只能添加新的数据到区块链中，而没有修改和删除历史数据的权限。因此这种技术可以克服终端节点间的不信任问题，形成有效的合作激励机制。

那么，如何将区块链技术引入到协作通信解决MT之间的不信任问题已经成为急需解决的技术问题

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中协作通信终端与中继节点间难以建立信任关系的缺陷，提供一种基于区块链智能合约的蜂窝小区中继协作通信方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于区块链智能合约的蜂窝小区中继协作通信方法，无线接入点位于所述蜂窝小区的中心并记为信宿d，有上行传输需求的移动终端MT记为信源s，有J个空闲终端节点作为中继，分别记为r_j(j∈{1,2,...,J})；当信源s电量较低或上行信道质量较差时，信源s利用空闲终端节点为其转发数据；当数据完整的转发到无线接入点后，信源s向中继支付电子货币；电子货币的交易信息和终端节点的信用值被写入区块，区块信息存储在网络的每个节点中，以此公开透明地来激励终端参与协作、防止终端作弊、建立终端节点之间协作的信任基础；整个协作通信的流程被写入区块链的智能合约并自动执行，其中智能合约为电子版的协议，即满足了触发条件就自动执行的程序，合约中包含了各节点的权利和义务，这些权利和义务以电子化的方式存储在区块链网络的每个节点中并且自动执行；

所述的基于区块链智能合约的蜂窝小区中继协作通信方法包括以下步骤：

11)建立中继协作通信系统模型：基于区块链智能合约建立中继协作通信的系统模型；

12)进行中继协作通信：在中继协作通信模型的基础上，基于区块链智能合约进行中继协作通信。

所述建立中继协作通信系统模型包括以下步骤：

21)设定信源s广播发送信息，中继r_j和无线接入点d接收数据；

22)中继r_j若采用放大转发AF的方式，将数据归一化后乘以放大系数，再转发到无线接入点d，d的可达速率定义为：

信源若不使用中继转发数据，采用直接传输DT的方式将数据传输到无线接入点d，d的可达速率Q_DT定义为：