[发明专利]一种多中继优化增量选择的混合译码放大转发方法

权利要求书

1.一种多中继优化增量选择的混合译码放大转发方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.源节点对需传输的信息比特，执行信道编码调制，再经发射天线，将其在自由空间广播到所有中继和目的节点；

S2.将目的节点收到的信息传输速率R作为输入参数，目的节点计算各中继的信道容量，判断中继能否正确解码；能正确解码的中继加入解码转发中继集合，剩下的中继加入放大转发中继集合，共得到两类中继协作集合；

S3.将两类中继协作集合的中继节点，分别作为输入参数，在目的节点计算各中继协作的信道容量，从中选择信道容量最优的中继；

S4.将信息传输速率R作为输入参数，目的节点根据源节点直传的信道容量，判断能否正确接收，正确接收反馈续传信号，错误接收按照重传选择方法选择反馈信号；

S5.将反馈信号作为输入参数，源节点和中继节点根据接收的反馈结果，执行以下操作：源节点续传信号、源节点重传信号、中继节点放大转发信号、中继节点解码转发信号；该四种可能的结果，即为最终结果，且有信道容量最优的特点；

步骤S2中，中继协作集合分类方法采用以下步骤完成：

S2.1.源节点将信号广播给目的节点和中继节点，目的节点d和第i个中继节点r_i收到的信号分别为：

其中，s为源节点；d为目的节点；r_i为第i个中继，N为正整数，表示中继节点的个数，i为正整数，区间为：1≤i≤N，表示中继序号；P_s为实数，表示源节点s的发射功率；h_sd为复数，表示源节点s到目的节点d的信道系数；为复数，表示源节点s到中继节点r_i的信道系数；w_d表示源节点噪声，表示第i个中继节点噪声，w_d与服从均值为0，方差分别为实数的加性高斯白噪声；

S2.2.目的节点判断中继能正确解码，即是否满足关系式：

其中，R为实数，表示信息传输速率，上式表示为：

其中，为实数，满足表示源-中继i链路的瞬时信噪比，另设门限γ_th为：

γ_th＝2^2R-1 (5)

将能正确解码的中继节点作为解码转发中继集合，表示为：

将不能正确解码的中继节点作为放大转发中继集合，表示为：

其中，Ω_DF表示解码转发中继集合，Ω_AF表示放大转发中继集合；

步骤S3中，信道容量最优的中继选择方法采用以下步骤完成：

S3.1.设r_i∈Ω_DF，1≤i≤m，m为正整数，表示解码转发中继个数；r_j∈Ω_AF，m+1≤j≤N，N-m表示放大转发中继个数， 对于Ω_DF，其中继协作的信道容量I_DF为：

根据下式，选择Ω_DF集合中的最优中继r_k：

其中，为实数，满足表示中继i-目的链路的瞬时信噪比；为实数，表示第i个中继节点的发射功率；为复数，表示第i个中继节点到目的节点d的信道系数；对于Ω_AF集合，其中继协作的信道容量为：

其中，根据下式，选择Ω_AF集合中的最优中继r_l：

其中，

S3.2.对比步骤S3.1所得的两个部分最优中继r_k，r_l的信道容量，选择整体最优中继R，若满足下式：

即表明中继r_k协作的信道容量优于中继r_l协作的信道容量，此时选择的最优中继R为r_k，反之最优中继R为r_l；

步骤S4中，目的节点选择反馈方法采用以下步骤完成：

S4.1.目的节点判断正确接收信号，则需要满足以下关系式：

其中，R为实数，表示信息传输速率，进一步化简得：

γ_sd＞γ_th (14)

其中γ_th＝2^2R-1，那么有γ_sd＞γ_th则判断目的节点能正确接收信号，γ_sd＜γ_th则判断目的节点不能正确接收信号；

S4.2.若目的节点判断结果为目的节点正确接收信号，则目的节点选择反馈信号为源节点续传，步骤S4结束；

S4.3.若目的节点判断结果为目的节点错误接收信号，则目的节点进一步将最优中继信道容量I_R与源节点重传信道容量I_DRT进行比较，其中有：

其中，若满足：

I_R＞I_DRT (17)

则目的节点选择的反馈信号为：最优中继节点R协作传输；反之则反馈信号为：源节点重传。