[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有效
申请号: | 202011604134.6 | 申请日: | 2020-12-29 |
公开(公告)号: | CN112738864B | 公开(公告)日: | 2022-05-27 |
发明(设计)人: | 包建荣;郭潇瑶;刘超;姜斌;吴俊;唐向宏;邱雨 | 申请(专利权)人: | 杭州电子科技大学 |
主分类号: | H04W40/22 | 分类号: | H04W40/22;H04B7/14 |
代理公司: | 浙江千克知识产权代理有限公司 33246 | 代理人: | 周希良 |
地址: | 310018 浙江省杭州市杭*** | 国省代码: | 浙江;33 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 中继 优化 增量 选择 混合 译码 放大 转发 方法 | ||
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ri收到的信号分别为:
其中,s为源节点;d为目的节点;ri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;Ps为实数,表示源节点s的发射功率;hsd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ri的信道系数;wd表示源节点噪声,表示第i个中继节点噪声,wd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γth为:
γth=22R-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,ΩDF表示解码转发中继集合,ΩAF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ri∈ΩDF,1≤i≤m,m为正整数,表示解码转发中继个数;rj∈ΩAF,m+1≤j≤N,N-m表示放大转发中继个数, 对于ΩDF,其中继协作的信道容量IDF为:
根据下式,选择ΩDF集合中的最优中继rk:
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ΩAF集合,其中继协作的信道容量为:
其中,根据下式,选择ΩAF集合中的最优中继rl:
其中,
S3.2.对比步骤S3.1所得的两个部分最优中继rk,rl的信道容量,选择整体最优中继R,若满足下式:
即表明中继rk协作的信道容量优于中继rl协作的信道容量,此时选择的最优中继R为rk,反之最优中继R为rl;
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:
γsd>γth (14)
其中γth=22R-1,那么有γsd>γth则判断目的节点能正确接收信号,γsd<γth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IR与源节点重传信道容量IDRT进行比较,其中有:
其中,若满足:
IR>IDRT (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。
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