协作通信系统中基于自适应的权重簇头分配方法

摘要

协作通信系统中基于自适应的权重簇头分配方法，涉及协作通信系统中簇分配方法。它解决了现有的簇分配方法难以兼顾协作通信系统的稳定性和系统中个体的公平性的问题。其方法：一、找出每个用户节点广播传输范围内的全部邻近节点；二、计算每个用户节点和其全部邻近节点的相对速度；三、计算每个用户节点的稳定性因子；四、计算每个用户节点的公平性因子；五、确定代表稳定性和公平性所对应的权重系数；六、计算所有用户节点的权重；七、选择具有最小权重的用户节点作为簇头，并将所述簇头及簇头邻近的节点分配为一个虚拟小区；八、返回执行步骤一，直至网络中的所有节点都被分配在相应的虚拟小区中。本发明适用于协作通信中虚拟小区分配。

主权项

1.协作通信系统中基于自适应的权重簇头分配方法，其特征是：它由以下步骤实现：步骤一、针对参与簇头分配的每一个用户节点u，找出其广播传输范围内的全部邻近节点u’；步骤二、对于每个用户节点u，根据公式：计算它和其全部邻近节点u’的相对速度；式中：V_u′→u表示节点u’和用户节点u之间的相对移动速度和相对移动方向；V_v为用户节点u的运动速度矢量，V_v’为节点u’的运动速度矢量；步骤三、对于每个节点u，根据公式：$S_u=2^{\underset{u^{\prime }=1}{\overset{d_u}{\Sigma }}|10\lg \left(\frac{P_{r,u^{\prime }\to u}^{\left(2\right)}}{P_{r,u^{\prime }\to u}^{\left(1\right)}}\right)+10\lg \left(\frac{P_{r,u^{\prime }\to u}^{\left(3\right)}}{P_{r,u^{\prime }\to u}^{\left(2\right)}}\right)+10\lg \left(\frac{P_{r,u^{\prime }\to u}^{\left(4\right)}}{P_{r,u^{\prime }\to u}^{\left(3\right)}}\right)|}$计算它的稳定性因子S_u；式中：代表由节点u’到用户节点u第m次链路时的接收功率；m为正整数；d_u是用户节点u在广播传输范围内全部邻近节点的个数；步骤四、对于每个用户节点u，根据公式：$F_u=\frac{{\left(\frac{1}{U}\underset{u=0}{\overset{U-1}{\Sigma }}T{h}_u\right)}^2}{\frac{1}{U}\underset{u=0}{\overset{U-1}{\Sigma }}T{h}_u^2}$计算它的公平性因子F_u式中：Th_u为用户u的吞吐量；U为系统接入的用户数；步骤五、根据公式：$\left\{\begin{array}{c}{w}_s={\beta }_s+\lambda ·\frac{U}{U_{\max }}\\ w_F={\beta }_F+\lambda ·(1-\frac{U}{U_{\max }})\end{array}\right.$确定代表稳定性和公平性所对应的权重系数w_s和w_F；式中β_s、β_F是稳定性和公平性的固定参数；λ是自适应调整最大范围，U_max是系统能够容纳的最大用户数目；U是系统接入的用户数；步骤六、根据步骤三获得的稳定性因子S_u、步骤四获得的公平性因子F_u、步骤五获得的稳定性和公平性所对应的权重系数w_s和w_F，通过公式：计算所有用户节点u的权重步骤七、比较步骤六中获得的每个用户节点u的权重选择具有最小权重的的用户节点u作为簇头，并将所述簇头及簇头邻近的节点所在区域定义为一个虚拟小区；该虚拟小区内的所有节点不再参与簇头的选取；步骤八、返回执行步骤一，直至网络中的所有节点都被分配在相应的虚拟小区中，完成基于自适应的权重簇头分配。