一种降低发射功率的中继选择方法

摘要

本发明公开一种降低发射功率的中继选择方法，其具体步骤是：源节点首先发送一个RTS消息；接收到RTS消息的中继节点根据该消息进行信道估计，得到与该源节点之间的信道状态信息；各个中继节点向控制源节点发送一个CTS消息；控制源节点接收到CTS消息，根据CTS消息的内容通过设计的算法挑选出为各个源节点转发信息的中继；之后控制源节点将选择的结果以消息的形式告知各个源节点；源节点向与自身进行协作通信的中继节点发送RTC消息；中继接收到RTC消息之后应答CTC消息；源节点收到CTC消息之后，开始通过中继节点的协作正式发送消息。本发明选择方法算法相对简单，且能较大程度地降低系统发射功率。

主权项

1.一种降低发射功率的中继选择方法，该选择方法具体步骤如下：源节点首先发送一个RTS消息，该消息包括导频符号和源节点ID；接收到RTS消息的中继节点根据该消息进行信道估计，得到与该源节点之间的信道状态信息；各个中继节点向控制源节点发送一个CTS消息，该消息包括导频符号、中继自身ID、源节点ID和相应的信道状态信息；控制源节点接收到CTS消息，根据CTS消息的内容通过下文的算法挑选出为各个源节点转发信息的中继；之后控制源节点将选择的结果以消息的形式告知各个源节点；源节点向与自身进行协作通信的中继节点发送RTC消息，该消息包括源节点ID和所选出的目的节点ID；中继接收到RTC消息之后应答CTC消息，该CTC消息包括自身ID和源节点ID；源节点收到CTC消息之后，开始通过中继节点的协作正式发送消息；所述RTS为请求发送；所述CTS为允许发送；所述RTC为请求协作；所述CTC为允许协作；所述算法以（1）式为基础，该式为在保证设计要求中断概率的前提下的发射功率：即$P=\sqrt{\frac{A(2+B)+A\sqrt{B^2+8B}}{2ϵ}}(1+\frac{2B}{B+\sqrt{B^2+8B}})---\left(1\right)$其中，P为总发射功率，SNR_target为信噪比，为加性高斯白噪声方差，为与S_i和R_j间距离相关的信道衰落随机变量方差；分别为源节点-目的节点、中继-目的节点、源节点-中继节点的信道衰落随机变量方差；由(1)式可以得到每个源节点分别与每个中继节点进行协作通信时所需要的系统发射功率，将所有节点进行排列组合，假设共有M个源节点和N个中继节点，则将有M×N种结果，可将其写成矩阵的形式，即功率矩阵（2）式：$\left(\begin{array}{ccccc}{P}_{\mathrm{1,1}}& P_{\mathrm{1,2}}& ...& P_{1,N-1}& P_{1,N}\\ P_{\mathrm{2,1}}& P_{\mathrm{2,2}}& ...& P_{2,N-1}& P_{2,N}\\ ...& ...& ...& ...& ...\\ P_{M-\mathrm{1,1}}& P_{M-\mathrm{1,2}}& ...& P_{M-1,N-1}& P_{M-1,N}\\ P_{M,1}& P_{M,1}& ...& P_{M,1}& P_{M,1}\end{array}\right)---\left(2\right)$功率矩阵中的每个元素P_m，n代表第m个源节点选择第n个中继作为协作节点时所需的总发射功率；在功率矩阵中选择中继器的约束条件是：①每个源节点必须找到一个中继为其转发信息；②每个中继器只能同时为一个源节点转发信息；以上述两式为基础，所述算法思路如下：首先设置循环次数K，在功率矩阵中随机选择一行进行选择操作，从中选出数值最小的一个元素，之后删除该元素在功率矩阵中所在的行和列，再循环进行“随机选行-选最小值-删除所在行列”操作，直到功率矩阵为空，为了减小随机选行带来的误差，将上述操作重复K次，选出其中数值较小的一次，即为所需结果。