[发明专利]一种MIMO协作中继选择方法

摘要

本发明公开一种MIMO协作中继选择方法，其使用MIMO信道容量、节点归一化发射功率、接收天线信噪比平衡度和MIMO信道相关度为模糊算法的输入，使用了两级模糊准则，第一级模糊准则用于描述MIMO信道容量、节点归一化发射功率与MIMO中继选择之间的关系，第二级模糊准则用于描述接收天线信噪比平衡度、MIMO信道相关度与MIMO中继选择之间的关系，最终通过算法将分别通过两级模糊准则输出的MIMO中继选择结果进行融合，从而确定所需的MIMO中继节点。本发明全面考虑MIMO技术的特点，并将这些特点通过模糊数学的方法与中继选择问题结合起来，形成了简单实用的新的MIMO中继选择方法，进一步提高了MIMO协作通信系统的性能，具有很好的灵活性和低实现复杂度。

主权项

一种MIMO协作中继选择方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1，用MIMO信道容量、节点归一化发射功率、接收天线信噪比平衡度和MIMO信道相关度为模糊算法的输入；步骤2，使用了两级模糊准则，第一级模糊准则用于描述MIMO信道容量、节点归一化发射功率与MIMO中继选择之间的关系，第二级模糊准则用于描述接收天线信噪比平衡度、MIMO信道相关度与MIMO中继选择之间的关系；步骤3，将分别通过两级模糊准则输出的MIMO中继选择结果进行融合，从而确定所需的MIMO中继节点；即步骤3.1，对于第一级模糊准则，根据d_Rk＝Ai(CMIMO)×Bj(PNORM)计算得到d_Rk的值；其中d_Rk表示第一级模糊准则输出量的隶属度，k表示第一级模糊准则的模糊等级，k＝1,2,3；Ai(CMIMO)表示CMIMO对Ai的隶属度，CMIMO表示MIMO信道容量，Ai是论域X上的模糊集，i表示MIMO信道容量的模糊等级；Bj(PNORM)表示PNORM对Bj的隶属度，PNORM表示节点归一化发射功率，Bj是论域Y上的模糊集，j表示节点归一化发射功率的模糊等级；令νNS1为根据集合ΩNS1中各模糊准则计算得到的d_R3值之和，νBS1为根据集合ΩBS1中各模糊准则计算得到的d_R2值之和，νS1为根据集合ΩS1中各模糊准则计算得到的d_R1值之和；其中ΩNS1、ΩBS1、ΩS1分别为判断结果为“R＝NS1”、“R＝BS1”、“R＝S1”的模糊准则的集合；此时，“R＝NS1”、“R＝BS1”、“R＝S1”分别表示第一级模糊准则输出为“不选”、“可选可不选”、“可选”；将满足νS1同时大于或者等于νBS1和νNS1的中继节点作为可选中继，纳入第一可选中继集合；将满足νBS1同时大于或者等于νS1和νNS1的中继节点作为可选可不选中继，纳入第一可选可不选中继集合；将除可选中继和可选可不选中继之外的中继节点作为不选中继，纳入第一不选中继集合；步骤3.2，对于第二级模糊准则，根据d_Tk′＝Cm(ηBAL)×Dn(ρCOR)计算得到d_Tk′的值；其中d_Tk′表示第二级模糊准则输出量的隶属度，k′表示第二级模糊准则的模糊等级，k′＝1,2,3；Cm(ηBAL)表示ηBAL对Cm的隶属度，ηBAL表示接收天线信噪比平衡度，Cm是论域V上的模糊集，m表示接收天线信噪比平衡度的模糊等级；Dn(ρCOR)表示ρCOR对Dn的隶属度，ρCOR表示MIMO信道相关度，Dn是论域W上的模糊集，n表示MIMO信道相关度的模糊等级；令μNS2为根据集合ΨNS2中各模糊准则计算得到的d_T3值之和，μBS2为根据集合ΨBS2中各模糊准则计算得到的d_T2值之和，μS2为根据集合ΨS2中各模糊准则计算得到的d_T1值之和；其中ΨNS2、ΨBS2、ΨS2分别为判断结果为“T＝NS2”、“T＝BS2”、“T＝S2”的模糊准则的集合；此时，“T＝NS2”、“T＝BS2”、“T＝S2”分别表示第二级模糊准则输出为“不选”、“可选可不选”、“可选”；将满足μS2同时大于或者等于μBS2和μNS2的中继节点作为可选中继，纳入第二可选中继集合；将满足μBS2同时大于或者等于μS2和μNS2的中继节点作为可选可不选中继，纳入第二可选可不选中继集合；将除可选中继和可选可不选中继之外的中继节点作为不选中继，纳入第二不选中继集合；步骤3.3，当存在一个或一个以上的中继节点同时归属于第一可选中继集合和第二可选中继集合时，将这些节点根据νS1值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；对于νS1值相等的节点则根据μS2值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；当没有中继节点同时归属于第一可选中继集合和第二可选中继集合时或者同时归属于第一可选中继集合和第二可选中继集合的中继节点数目小于所需中继数目时，从第一可选中继集合中的剩余中继中按照νS1值从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；步骤3.4，根据步骤3.3未完成中继选择时，当存在一个或一个以上的中继节点同时归属于第一可选中继集合和第二可选可不选中继集合时，将这些节点根据νS1值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；对于νS1值相等的节点则根据μBS2值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；当没有中继节点同时归属于第一可选中继集合和第二可选可不选中继集合时或者同时归属于第一可选中继集合和第二可选可不选中继集合的中继节点数目小于所需中继数目时，从第一可选中继集合中的剩余中继中按照νS1值从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；步骤3.5，根据步骤3.4未完成中继选择时，当存在一个或一个以上的中继节点同时归属于第一可选可不选中继集合和第二可选中继集合时，将这些节点根据νBS1值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；对于νBS1值相等的节点则根据μS2值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；当没有中继节点同时归属于第一可选可不选中继集合和第二可选中继集合时或者同时归属于第一可选可不选中继集合和第二可选中继集合的中继节点数目小于所需中继数目时，从第一可选可不选中继集合中的剩余中继中按照νBS1值从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；步骤3.6，根据步骤3.5未完成中继选择时，当存在一个或一个以上的中继节点同时归属于第一可选可不选中继集合和第二可选可不选中继集合时，将这些节点根据νBS1值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；对于νBS1值相等的节点则根据μBS2值从大到小排序，并根据所需中继数目按照从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；当没有中继节点同时归属于第一可选可不选中继集合和第二可选可不选中继集合时或者同时归属于第一可选可不选中继集合和第二可选可不选中继集合的中继节点数目小于所需中继数目时，从第一可选可不选中继集合中的剩余中继中按照νBS1值从大到小的原则依次确定用于转发数据的中继；步骤3.7，根据步骤3.6，未完成中继选择时，中继选择过程终止。