[发明专利]一种动态场景下的中继通信数据传输方法

权利要求书

1.一种动态场景下的中继通信数据传输方法，其特征在于：依托于如下定义：

定义1：S-R链路:“源用户到中继节点”之间的链路；

定义2：R-D链路:“中继节点到目的用户”之间的链路；

定义3：R-E链路:“中继节点到窃听用户”之间的链路；

定义4：σ_nd²:目的用户处噪声等级；

定义5：σ_ne²:窃听用户处噪声等级；

定义6：α_f:“源用户到中继节点”之间链路的不确定性；

定义7：α_g:“中继节点到目的用户”之间链路的不确定性；

定义8：α_e:“中继节点到窃听用户”之间链路的不确定性；

定义9：f_i：“源用户到第i个中继节点”之间链路的信道系数；

定义10：g_i:“第i个中继节点到目的用户”之间链路的信道系数；

定义11：e_i:“第i个中继节点到窃听用户”之间链路的信道系数；

定义12：弱不确定性窃听用户信道：当R-E链路不确定性α_e大幅度低于R-D链路不确定性α_g，定义为弱不确定性窃听用户信道；

所述大幅度低于表示小于等于10分之1；

定义13：强不确定性窃听用户信道：当R-E链路不确定性α_e大幅度高于R-D链路不确定性α_g，定义为强不确定性窃听用户信道；

所述大幅度高于为大于等于10倍；

定义14：Relays：中继节点的数量；

所述数据传输方法，包括如下步骤：

步骤1)基于源用户、中继节点、目的用户及窃听用户之间的信道模型，计算S-R链路的平均加权距离d_A和R-D链路的平均加权距离d_B；

平均加权距离d_A及d_B的计算依据距离、带宽、信道质量及功率进行系数加权，具体公式为(1)：

其中，λⁱ₁、λⁱ₂、λⁱ₃和λⁱ₄分别为当前第i个中继节点的距离dⁱ、能量Eⁱ、信道质量Cⁱ_Q以及带宽Bwⁱ的加权系数，且λⁱ₁+λⁱ₂+λⁱ₃+λⁱ₄＝1；d_Aⁱ“源用户到当前第i个中继节点”之间的距离,d_Bⁱ为“当前第i个中继节点到目的用户”之间的距离；功率Eⁱ为当前中继节点功率相对于标称功率的百分比；信道质量Cⁱ_Q为当前中继节点信道质量相对于理想信道质量的百分比；带宽Bwⁱ为当前中继节点的带宽相对于理想带宽的百分比；

步骤2)基于步骤1)计算的平均加权距离d_A和d_B，建立信道的统计模型，具体为：若d_Ad_B，S-R链路及R-D链路之间建模为改进的一阶统计模型；否则若d_A≤d_B，S-R链路及R-D链路之间建模为改进的二阶统计模型；

其中，改进的一阶统计模型为自由空间衰减与线路固定衰减的和；

改进的二阶统计模型为“均值为0、方差为n”的复高斯衰落与线路固定衰减的和；

步骤3)选择最大SR的协作通信模式，具体为：

3A)若S-R链路及R-D链路之间建模为改进的一阶统计模型，考虑强或弱不确定性窃听用户信道、目的用户与窃听用户处噪声的等级关系以及中继用户总功率P_T^max的影响，源用户到目的用户的协作通信选择DF或AF模式,具体为：

A1)判断在强不确定性窃听用户信道中传输信息，依据目的用户和窃听用户处的噪声等级关系选择DF或AF模式，具体为：

若目的用户处与窃听用户处的噪声等级差值小于-2.5dB，选择DF模式将信息从源用户经过中继节点传输到目的用户；否则选择AF模式；

B1)判断在弱不确定性窃听用户信道中传输信息，依据目的用户和窃听用户处噪声等级关系以及中继节点总功率P_T^max选择DF或AF模式，具体为：

若目的用户处噪声等级小于窃听用户处噪声等级，选择DF模式；否则，若P_T^max大于8dBmW时，选择DF模式协作通信，而P_T^max小于等于8dBmW时，选择AF模式；

3B)若S-R链路及R-D链路之间建模为改进的二阶统计模型，考虑强或弱不确定性窃听用户信道、目的用户与窃听用户处噪声的等级关系以及中继用户总功率P_T^max的影响，源用户到目的用户的协作通信选择DF或AF模式，具体为：

A2)判断在强不确定性窃听用户信道中传输信息，依据目的用户和窃听用户处的噪声等级关系选择DF或AF模式，具体为：

若目的用户处的噪声等级小于窃听用户处噪声等级，则选择DF模式；否则，选择AF模式；

B2)判断在弱不确定性窃听用户信道中传输信息，根据目的用户和窃听用户处噪声等级关系以及中继节点总功率P_T^max选择DF或AF模式，具体为：

若目的用户处的噪声等级小于或等于窃听用户处噪声等级，则源用户经过中继节点将信息传输到目的用户的协作通信选择DF模式；否则，若P_T^max大于10dBmW时，选择DF模式协作通信，P_T^max小于等于10dBmW时，选择AF模式；

步骤4)依据步骤3)选择的协作通信模式，将信息从源用户传输至目的用户。