基于协作传输技术的移动式无线网络节点一维部署方法，本发明专利技术涉及移动式无线网络节点一维部署方法。本发明专利技术是要解决传统的通讯网络都是基于二维的区域覆盖考量，但是二维的结果是无法直接应用到一维空间的问题。步骤一、根据无线通信的基本原理，构建基于协作传输的基本信号传输模型；步骤二、根据步骤一中的基本信号传输模型建立MS-DF模型；步骤三、选取MS-DF模型公式初始值，建立改进蚁群优化算法；步骤四、利用步骤三中的改进蚁群优化算法，搜索最优节点拓扑结构及部署位置。本发明专利技术应用于通讯领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及移动式无线网络节点一维部署方法。
技术介绍
近年来世界各地灾害现象频发，08年的议川大地震，造成长时间与灾区通讯中断， 无法联系，因而无法进行快速有效地救援，运就是失去信息造成的;海啸、矿难、战争等等各 种人类无法或者不易获取信息但又必须获取信息的环境下的信息采集，一直是各类学者研 究的重点，由于近年来的无线传感网络和移动机器人技术的飞速发展，将两者有效结合并 进入新的通讯技术W提高该领域的通讯网络性能成为可能。 最近ΜΙΜΟ技术已经被应用到4G通讯网络中，但是由于ΜΙΜΟ技术是要求多天线输入 输出，而大多数的便携式的移动终端由于体积等原因无法搭载多天线，只能搭载单天线，因 而无法形成ΜΙΜΟ阵列，无法获得空间分集增益。 近年来提出的协作传输技术(Cooperative Transmission，CT)为携带单天线的移 动终端无法组建ΜΙΜΟ网络提出了解决方案，根据CT技术，可W利用每个移动终端的单一天 线通过组建虚拟ΜΙΜΟ阵列从而获得空间分集增益，提高系统频谱利用率，增加系统数据传 输速率，扩大通讯网络的通讯范围，有效抵抗多径环境下的多径衰落造成的影响。 利用CT理论，学者们提出应用到传统的蜂窝网络中W获得更好的蜂窝边缘通信效 果，但是极少研究人员针对利用有限数目的移动机器人组建无线通信网络，并且将其部署 在一维指定方向上进行极限数据传输，因为传统的通讯网络都是基于二维的区域覆盖考 量，运方面已经有大量的研究，但是二维的结果是无法直接应用到一维空间的，而一维空间 的直线距离传输又有其现实意义，诸如灾害现场、战争现场、桥梁建筑物等等的健康检测的 网络节点部署。而在一维空间下，当已知节点数目，如何利用协作传输带来的空间增益有效 地选择拓扑结构并且分配部署节点位置，W获得最大的空间增益即从源节点到目的节点最 远的传输距离。 目前国内外专家极少将移动机器人与通讯技术综合考虑，大多数的机器人研究学 者的通讯范围仅为传感器或者机载通讯设备的范围，由于不具有协作技术的应用，无法进 行通讯范围的扩展；而研究通讯的研究人员将研究注重于传统的蜂窝基站式的通讯网，即 使应用协作技术也是为了传统网络提高性能而不考虑移动机器人运种类型的网络。
技术实现思路
本专利技术是要解决传统的通讯网络都是基于二维的区域覆盖考量，但是二维的结果 是无法直接应用到一维空间的问题，而提供了基于协作传输技术的移动式无线网络节点一 维部署方法。[000引，按W下步骤实现： 步骤一、根据无线通信的基本原理，构建基于协作传输的基本信号传输模型： 步骤二、根据步骤一中的基本信号传输模型建立MS-DF模型； 步骤Ξ、选取MS-DF传输模型公式初始值，建立改进蚁群优化算法； 步骤四、利用步骤Ξ中的改进蚁群优化算法，捜索最优节点拓扑结构及部署位置， 即完成了。专利技术效果：鉴于现实的实际需求W及该领域的研究缺失，本专利技术提出的基于协作传输技术的 移动式无线网络节点在一维方向传输距离最远的节点部署方法。通过探索固定节点数目在 不同拓扑结构下的中断概率，将节点进行分簇部署，允许不同簇节点数目不同，间距距离不 同，在端到端(源节点到目的节点）中断概率达到阔值要求前提下获得最远的传输距离的节 点部署方案即为最优方案，并命名其为CT-MS-DF方法（Cooperative Transmission-Message Sharing-Decode and F'orward)。仿真实验表明 ，所提出的无线网络部署方法有效 地提高了通信网络传输距离范围，并且满足在不同环境下(路径损耗指数等参数)均可W获 得最优方案，并显著提局覆盖范围。【附图说明】[001引图1是S-R-D协作基本模型图；图2是N节点无线网络系统模型图；图3是本专利技术流程图；[001引图4(a)是5节点DF拓扑部分τ = 10,χ0=104,η = 2; 图 4(b)是 5 节点 DF 拓扑部分 τ = 1〇，χ〇=1〇4，η = 3; 图4(c)是 5节点 DF拓扑部分 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 4;图4(d)是 5 节点 DF 拓扑部分 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 5;[002^ 图 5(a)是 5 节点MS 拓扑分布 τ = 10,χ0=104,η = 2;图 5(b)是 5节点MS拓扑分布 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 3;图 5(c)是 5节点MS拓扑分布 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 4;图5(d)是5节点MS拓扑分布τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 5; 图6(a)是 6 节点MS 拓扑分布 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 2; 图6(b)是 6节点MS拓扑分布 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 3;[002引图6(c)是6节点MS拓扑分布τ = 10,χ0=104,η = 4; 图6(d)是 6 节点MS 拓扑分布 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 5; 图 7(a)是 7 节点的 MS 拓扑分布 τ = 1〇，χ〇=1〇4，η = 2; 图 7(b)是 7 节点的 MS 拓扑分布 τ = 1〇，χ〇=1〇4，η = 3; 图7(c)是7节点的 MS 拓扑分布 τ = 1〇,χ〇=1〇4,η = 4; 图 7(d)是 7 节点的 MS 拓扑分布 τ = 1〇，χ〇=1〇4，η = 5; 图8(a)是MS-DF与Marcov Chain方法对比图，Μ = 2; 图8(b)是MS-DF与Marcov Chain方法对比图，Μ = 3; 图8(c)是MS-DF与Marcov Qiain方法对比图，Μ = 4; 图8(d)是MS-DF与Marcov Chain方法对比图，Μ = 5; 图9是7节点部署方案对比与应用图。【具体实施方式】【具体实施方式】 一:本实施方式的基于协作传输技术的移动式无线网络节点一维部 署方法，按W下步骤实现： 步骤一、根据无线通信的基本原理，构建基于协作传输的基本信号传输模型：步骤二、根据步骤一中的基本信号传输模型建立MS-DF模型； 步骤Ξ、选取MS-DF传输模型公式初始值，建立改进蚁群优化算法； 步骤四、利用步骤Ξ中的改进蚁群优化算法，捜索最优节点拓扑结构及部署位置， 即完成了。 协作传输技术理论概述 一、分集原理 分集技术(diversity)是指通过查找和利用无线传播环境中独立的或者不相关的 多径信号来实现抵抗信号衰落的目的。如果一个信号在传播过程中经历了深度衰落，但是 另一条独立路径传输的信号可能更好，因此可W在多个信号中选择多个信号进行合并，可 W提高信噪比。分集技术的基本思路是将接收到的多径信号分离成不相关的(独立的）多路 信号，然后将运些信号按照一定的规则合并起来，使合并的信号效果最好。或者降低误码 率，或者提高信噪比。在不增加发射功率和系统带宽的前提下，分集技术是抵抗多径衰落、 提高传输可靠性的有效方式，运种抗衰落技术投资低廉，但是可W大幅度改进接收效果。 分集技术就是利用两个或更多的不相关信号进行处理，不相关信号的采集可W通 过空域、时域和频域Ξ种方式实现。本专利技术主要研究空间分集，也称天线分集，是移动通信 中使用较多的分集形式，简单的说，就是采用多个发送和接收天线来收发信号，然后进行合本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于协作传输技术的移动式无线网络节点一维部署方法，其特征在于它按以下步骤实现：步骤一、构建基于协作传输的基本信号传输模型：步骤二、根据步骤一中的基本信号传输模型建立MS‑DF模型；步骤三、选取MS‑DF传输模型公式初始值，建立改进蚁群优化算法；步骤四、利用步骤三中的改进蚁群优化算法，搜索最优节点拓扑结构及部署位置，即完成了基于协作传输技术的移动式无线网络节点一维部署方法。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郑文斌，尹洪涛，刘冰，付平，凤雷，乔家庆，孟升卫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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