基于最优停止理论的最优能效中继选择方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103415057A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103415057103415057A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310394652.3(22)申请日2013.09.03(71)申请人中国人民解放军理工大学地址210007江苏省南京市御道街标营2号(72)发明人吴启晖王金龙张宗胜黄育侦郑学强徐煜华(74)专利代理机构江苏永衡昭辉律师事务所32250代理人王斌(51)Int.Cl.H04W40/12(2009.01)H04W40/10(2009.01)H04B7/14(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称基于最优停止理论的最优能效中继选择方法(57)摘要本发明提出了基于最优停止理论的最优能效中继选择方法，所述方法通过探测中继节点至目的节点的信道状态信息，进而分别计算当前获得的能效值和继续下一次探测的能效期望值，如果当前获得的能效值不小于继续下一次探测的能效期望值，则选择当前已经探测了的中继链路中信道最佳的中继节点进行通信。本发明方法具有门限性质，易于实现，并且是以系统能效为优化目标，具有工程价值，适用于传统的蜂窝网络、adhoc网络等多种场合。CN103415057ACN103457ACN103415057A权利要求书1/1页1.基于最优停止理论的最优能效中继选择方法，其具体步骤如下：步骤1，初始化中继编号m=1，设定探测单个中继链路的时间开销和时隙总长度，探测单个中继链路的能量开销和任意中继节点传输的单位时间能量开销；步骤2，如果m>M，M表示中继数目，停止探测，并选择已探测的中继链路中链路信道增益最大的中继节点进行通信；否则，探测第m个中继节点至目的节点的信道状态信息hm；步骤3，根据探测到的第m个中继节点至目的节点的信道状态信息hm，分别计算当前获得的能效值和继续下一次探测的能效期望值；步骤4，比较当前获得的能效值和继续下一次探测的能效期望值，如果当前获得的能效值不小于继续下一次探测的能效期望值，则停止探测，并选择当前已经探测了的m个中继链路中链路信道增益最大的中继节点进行通信；否则，m值加1，并返回步骤2，继续下一中继节点的链路探测。2CN103415057A说明书1/6页基于最优停止理论的最优能效中继选择方法技术领域[0001]本发明属于无线通信技术领域，尤其是涉及基于最优停止理论的最优能效中继选择方法。背景技术[0002]随着因特网及多媒体技术的迅速发展，无线用户越来越希望通信系统能提供更加丰富的业务，通信技术和通信系统在最近二十年得到了飞速发展。现阶段，无线通信已经进入第四代系统（4G）。在这一阶段的研究中，专家们发现了传统移动通信中存在一些问题亟待解决：一方面，移动通信虽然经历了数代演进，但是核心还是基于上世纪六十年代美国的蜂窝状结构，越来越多的研究表明这种系统存在瓶颈；另一方面，我们知道无线信号的传播会同时受到传播损耗和多径衰落的影响，在传统蜂窝网络的星形拓扑结构中，基站作为无线接入的中心节点与小区内的各个用户建立点到点的无线链路。当用户处于小区边缘时，由于基站与用户距离较远，造成接收信号强度偏低，难以支持高速率数据的传输，或者需要牺牲较大的能量开销用以支持高速率传输。[0003]为了克服上述传统蜂窝网络结构的限制，中继逐渐被引入无线网络中。中继通信具有成本低、覆盖范围广、通信可靠性高及有效性强等特点，近二十年已逐渐成为无线通信研究热点问题之一。为了提高系统的可靠性，多中继协作系统出现。虽然多中继系统带来系统的分集增益和提高系统的可靠性，但是会牺牲系统的吞吐量。为了保持多中继系统的分集增益优势，同时克服协作系统吞吐量会降低的不足，中继选择应运而生。与此同时，无线网络中节点的能量是至关重要的环节之一，为了更好地延长网络寿命，结合能效进行中继选择，采用最优停止理论，提出最佳能效中继选择方法，是中继选择方法发展的方向。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,本发明提出了基于最优停止理论的最优能效中继选择方法。[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：基于最优停止理论的最优能效中继选择方法，其步骤如下：[0006]步骤1，初始化中继编号m=1，设定探测单个中继链路的时间开销和时隙总长度，探测单个中继链路的能量开销和任意中继节点传输的单位时间能量开销；[0007]步骤2，如果m>M，M表示中继数目，停止探测，并选择已探测的中继链路中链路信道增益最大的中继节点进行通信；否则，探测第m个中继节点至目的节点的信道状态信息hm；[0008]步骤3，根据探测到的第m个中继节点至目的节点的信道状态信息hm，分别计算当前获得