一种利用中继间信道的选择协作传输方法技术

本发明专利技术请求保护一种利用中继间信道的选择协作传输方法。该方法在保持源-目的传输链路可用以及中继-目的协作链路可用的条件下，进一步合理利用中继-中继间的可用信道来进行协作传输；协作传输采用解码转发方式，整个传输过程分为三个阶段：源节点向目的节点直接传输；当源-目的链路所传输的信息解码失败时，选择可用的中继-目的协作链路进行协作传输；当可用的中继-目的协作链路不存在时，选择可用的中继-中继-目的协作链路进行协作传输。本方法充分利用反馈机制，且中继选择皆采用分布式选择方法，易于实现；本方法合理利用无线网络中的可用链路，尤其是中继-中继-目的通信链路进行协作传输，能够有效提高无线数据的传输可靠性，具有较好的实用意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线通信
，具体涉及。
技术介绍
近分集技术和多天线(Μπω)技术能有效对抗无线通信中的衰落问题，增强系统的传输能力。但大多数的无线设备，由于体积、成本、硬件等限制因素，无法安装或使用多个天线。为了能够在这些无线设备和无线网络中发挥多天线技术的优势，协作通信技术应运而生并迅速发展。协作通信技术通过相应的协作协议，将多个单天线无线设备联合起来，并借助无线电传播的广播特性，使各单天线设备可以共享彼此的天线，构成一个虚拟的多天线系统，发挥多天线联合通信的优势，有效地改善无线通信系统的传输性能。在协作通信技术中，选择协作通信技术由于其具有选择协作策略复杂度低、易于实施等特性，更容易部署到实际的无线网络中，尤其是对于传输速率要求不太敏感，但对资源利用率要求高的无线传感网中。然而，传统选择协作方法多只依赖中继-目的信道，尤其是最优的中继-目的信道来进行协作传输，其并未能充分利用所有可用信道来获取分集增益。因此，合理地制定有效的选择协作方法，充分利用所有可用信道(中继-目的、中继-中继信道)进行协作传输，可进一步提升无线通信的系统性能。
技术实现思路
针对以下现有的不足，提出了一种提高无线通信系统传输性能的利用中继间信道的选择协作传输方法。本专利技术的技术方案如下:，其包括以下步骤:101、源节点向目的节点直接传输数据，若目的节点解码成功，目的节点广播确认帧ACK，告知中继节点不需要协作，本次传输结束;解码不成功则广播非确认帧NACK，系统继续执行步骤102;102、成功解码源节点数据的中继节点形成解码集合N(s)，成功接收NACK帧的中继节点形成中继集合N(d)，解码源节点数据以及非确认帧NACK都成功的中继节点在时间窗口h内采用分布式竞争法竞争最优中继，其余中继保持监听状态，选择出的最优中继直接向目的节点转发数据，本次传输结束；否则，没有中继同时成功解码源节点数据和NACK帧，处于监听状态的中继在h时间内未检测到忙信道状态，系统继续执行步骤103;103、系统选择出可用的中继-中继-目的协作链路完成协作数据的传输，本次传输结束;否则，系统产生中断事件。进一步的，步骤103选择出可用的中继-中继-目的协作链路的步骤具体包括:A、中继集合N(d)中的节点将排序并向解码集合N(s)中的节点广播一个声明帧DECF，开始利用中继-中继信道进行协作传输；B、当轮到中继集合N( d)中的中继节点η广播声明帧DECF时，中继集合N(d)中的剩余节点在时间窗口 T2内保持监听状态；c、解码集合N(s)中能正确收到来自中继集合N(d)中的中继节点ri发送的声明帧DECF的中继构成一个竞争集合Ν(Γι);然后，竞争集合Ν(Γι)中的中继采用分布式竞争方式法竞争出ri的协作中继；D、当中继节点ri的协作中继被选择出，该协作中继将向中继节点^转发协作数据，然后中继节点ri再向目的节点转发接收的协作数据，完成本次数据传输;否则，在T2时间窗口内，N(d)中的剩余中继未检测到忙信道状态，即ri的协作中继未被有效选择出来，剩余中继继续定时回退排序，系统继续执行步骤104;E、当N(d)中排序在最后一个的中继广播完其DECF帧，并且仍没有相应的协作中继被选择出来时，本次传输结束，系统产生中断。进一步的，所述步骤B，中继集合N(d)中的中继节点以分布式方式进行排序，SPN(d)中各中继节点启动一个定时器，该定时器初始值与中继-目的信道值成反比，信道质量最好的中继将最先广播DECF帧，当一个中继广播DECF帧后，其余中继冷冻相应的定时器，并保持监听状态。进一步的，所述分布式竞争法具体为:首先中继开启一个定时器进行回退，该定时器初始值与相应的目的-中继信道质量LQI成反比，拥有最好目的-中继信道质量的中继将首先竞争出来，成为最优中继;然后选择出的最优中继直接向目的节点转发数据，本次传输结束;否则，没有中继同时成功解码源节点数据和NACK帧，处于监听状态的中继在Ti时间内未检测到忙信道状态，系统继续执行步骤103。本专利技术的优点及有益效果如下:本专利技术利用中继间信道的选择协作传输方法不仅利用了无线协作网络中的中继-目的信道进行协作传输，更充分利用了中继-中继信道进行选择协作传输，提高了信道资源的利用率，能进一步提高无线通信系统传输可靠性;其次，该方法合理地利用反馈机制以及分布式中继选择方法，使得该选择协作方法更易于实现，更容易被部署到实际的无线网络中。【附图说明】图1是本专利技术利用中继间信道的选择协作方法的无线协作网络模型；图2是本专利技术提供优选实施例中继间信道进行选择协作传输的流程图。【具体实施方式】以下结合附图，对本专利技术作进一步说明:如图1所示，图1给出了采用一种利用中继间信道的选择协作方法的无线协作网络基本模型，整个数据传输可分为三个传输阶段:直接传输、中继-目的直接协作传输、中继_中继-目的协作传输；图2给出了各个传输阶段的详细流程图，子图a描述了直接传输流程，子图b和子图c描述了中继-目的直接协作传输的流程，子图d和子图e描述了中继-中继-目的协作传输的流程。步骤1:如图2(a)所示，源节点S向目的节点D直接传输数据;在源节点S与目的节点D之间的中继节点中，成功解码源节点S数据的中继节点构成集合N(s);若目的节点解码成功，其反馈确认帧ACK，告知中继节点不需要协作，本次传输结束；步骤2:当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用中继间信道的选择协作传输方法，其特征在于，包括以下步骤：101、源节点向目的节点直接传输数据，若目的节点解码成功，目的节点广播确认帧ACK，告知中继节点不需要协作，本次传输结束；解码不成功则广播非确认帧NACK，系统继续执行步骤102；102、成功解码源节点数据的中继节点形成解码集合N(s)，成功接收NACK帧的中继节点形成中继集合N(d)，解码源节点数据以及非确认帧NACK都成功的中继节点在时间窗口T1内采用分布式竞争法竞争最优中继，其余中继保持监听状态，选择出的最优中继直接向目的节点转发数据，本次传输结束；否则，没有中继同时成功解码源节点数据和NACK帧，处于监听状态的中继在T1时间内未检测到忙信道状态，系统继续执行步骤103；103、系统选择出可用的中继‑中继‑目的协作链路完成协作数据的传输，本次传输结束；否则，系统产生中断事件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王恒，徐国松，李敏，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85