一种半双工中继网络的节点选择和收发调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种半双工中继网络的节点选择和收发调度方法及系统，其方法包括步骤：源节点持续广播数据包直到所有中继节点接收到预设数量的数据包；获取源节点与每个中继节点连接信道和每个中继节点与目标节点连接信道的信道质量并计算最优的中继节点；将最优的中继节点作为发送节点；发送节点将数据包单播给目标节点，源节点将新的数据包多播给除发送节点以外的其他所有中继节点；目标节点成功接收到数据包后，将ACK多播给除发送节点以外的其他中继节点并判断是否已经成功接收所有数据包。本发明专利技术解决了如何在同一时隙内有效实现半双工中继节点的高效数据转发和接收的技术问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种半双工中继网络的节点选择和收发调度方法及系统


[0001]本专利技术属于无线通信
，特别是涉及一种半双工中继网络的节点选择和收发调度方法及系统。

技术介绍

[0002]随着社会的进步和经济的发展，人们对于通信的需求逐渐增加。因此，提升通信效率成为当前的重要任务。目前的通信模式主要采取半双工通信系统。半双工通信系统中，两个节点之间能够双向传输数据，但不能同时传输。因此，对于半双工模式，发送和接收必须在两个不同的时隙中完成，导致通信效率下降。
[0003]目前提出一种基于半双工模式的虚拟全双工中继传输方法以弥补半双工模式导致的通信效率下降。但是，现有技术的中继节点通常需要进行物理层网络编码，不能实现1个发送节点和1个接收端之间的中继通信。另外，中继节点没有缓存数据，一旦出现丢包，接收端就不能收到完整的数据，而且缺乏初始阶段使得高增益信道的选取范围变小，能选取到的高增益信道有限。
[0004]为了在同一时隙内实现半双工中继节点的高效数据转发和接收且扩大高增益信道的选择范围，提出一种半双工中继网络的节点选择和收发调度方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出一种半双工中继网络的节点选择和收发调度方法及系统。
[0006]本专利技术的一种半双工中继网络的收发调度方法，包括：
[0007]源节点持续广播数据包直到所有中继节点接收到预设数量的数据包；
[0008]获取源节点与每个中继节点连接信道和每个中继节点与目标节点连接信道的信道质量并计算最优的中继节点；
[0009]将最优的中继节点作为发送节点；
[0010]发送节点将数据包单播给目标节点，源节点将新的数据包多播给除了发送节点以外的其他所有中继节点；
[0011]目标节点成功接收到数据包后，将ACK多播给除了发送节点以外的其他中继节点并判断是否已经成功接收所有数据包。
[0012]优选地，所述源节点持续广播数据包直到所有中继节点接收到预设数量的数据包，包括步骤：
[0013]源节点向各个中继节点广播发送数据包；
[0014]当中继节点成功收到数据包后，a
k
＝a
k
+1，其中a
k
表示第k个中继节点的缓存数量；
[0015]判断中继节点成功接收到的数据包数量是否大于预设数量，若是，则判定所有中继节点接收到预设数量的数据包，否则源节点向各个中继节点广播发送下一个数据包。
[0016]优选地，所述获取源节点与每个中继节点连接信道和每个中继节点与目标节点连
接信道的信道质量并计算最优的中继节点，包括步骤：
[0017]通过信令反馈获取源节点与第k个中继节点连接的信道的信道质量，记为X
k
；所述信道质量为频率平坦信道系数；
[0018]通过信令反馈获取第k个中继节点与目标节点连接的信道的信道质量，记为Y
k
；所述信道质量为频率平坦信道系数；
[0019]计算最优的源节点与中继节点连接信道所对应的中继节点p1：p1＝argmax
k＝{1,2,
…
,K}
X
k
,最优中继节点与目标节点连接信道所对应的中继节点q1:q1＝argmax
k＝{1,2,
…
,K}
Y
k
；
[0020]判断p1是否不等于q1，若是则最优的中继节点为中继节点q1，否则计算次优的源节点与中继节点连接信道所对应的中继节点p2：次优中继节点与目标节点连接信道所对应的中继节点q2:判断是否大于若是，则最优的中继节点为中继节点q1，否则最优的中继节点为中继节点q2。
[0021]优选地，中继节点接收到源节点发送的数据包后将数据包存入缓存中，中继节点接收到目标节点发送的ACK数据后删除缓存中相应的数据包；若中继节点的缓存区为空，则该中继节点与目标节点连接信道的信道质量置为0。
[0022]本专利技术的一种半双工中继网络的节点选择方法，包括：
[0023]根据中继节点与基站的距离和/或中继节点之间的距离和/或中继节点的历史传输数据计算中继节点的选择权重值并以此选择半双工中继网络的中继节点。
[0024]优选地，所述中继节点的历史传输数据包括历史数据丢失率、历史通信成功率、历史中继次数的任一项或多项组合。
[0025]优选地，所述根据中继节点与基站的距离和/或中继节点之间的距离和/或中继节点的历史传输数据计算中继节点的选择权重值，包括步骤：
[0026]根据中继节点与基站的距离对中继节点通信效率的影响计算中继节点距离权重值；
[0027]根据中继节点之间的距离对通信干扰的影响计算中继节点干扰权重值；
[0028]根据中继节点的历史数据丢失率和/或历史通信成功率和/或历史中继次数计算中继节点历史数据权重值；
[0029]根据中继节点距离权重值和/或中继节点干扰权重值和/或中继节点历史数据权重值计算中继节点的选择权重值。
[0030]本专利技术的一种半双工中继网络的节点选择和收发调度方法，包括：
[0031]根据上述的半双工中继网络的节点选择方法选择中继节点；
[0032]根据上述的半双工中继网络的收发调度方法中继转发数据包。
[0033]一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使计算机执行上述的方法。
[0034]一种半双工中继网络的节点选择和收发调度系统，包括：
[0035]源节点；
[0036]中继节点；
[0037]目标节点；
[0038]存储器；
[0039]以及
[0040]一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置成由所述源节点和/或中继节点和/或目标节点的处理器执行，所述程序使计算机执行上述方法。
[0041]本专利技术的半双工中继网络的节点选择和收发调度方法及系统，具有的优点是：
[0042](1)初始阶段源节点持续广播数据包直到所有中继节点接收到预设数量的数据包，可以有效保证每个中继节点都具有缓存的数据包，提高中继节点的选择范围，能够选取信道增益更高的中继节点。
[0043](2)中继节点的缓存区为空时直接将目标节点到该中继节点之间信道的信道质量置为0，有效排除无缓存数据包的中继节点，避免出现数据包丢失，有效提高传输效率。
[0044](3)观察源节点与每个中继节点连接信道和每个中继节点与目标节点连接信道的信道质量并计算最优的中继节点，可以有效选择增益更高的信道，避免传统传输方案中同一数据包在信道不佳时被反复传输多次，提高传输效率。
[0045](4)同一时隙内，最优的中继节点将数据包单播给目标节点，源节点将数据包多播给除最优的中继节点以外的其他所有中继节点，达到类似于全双工的传输效率，节约额外等待传输的时间，有效增加吞吐量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半双工中继网络的收发调度方法，其特征在于，包括：源节点持续广播数据包直到所有中继节点接收到预设数量的数据包；获取源节点与每个中继节点连接信道和每个中继节点与目标节点连接信道的信道质量并以此计算最优的中继节点；将最优的中继节点作为发送节点；发送节点将数据包单播给目标节点，源节点将新的数据包多播给除发送节点以外的其他所有中继节点；目标节点成功接收到数据包后，将ACK多播给除发送节点以外的其他中继节点并判断是否已经成功接收所有数据包。2.根据权利要求1所述的半双工中继网络的收发调度方法，其特征在于，所述源节点持续广播数据包直到所有中继节点接收到预设数量的数据包，包括步骤：源节点向各个中继节点广播发送数据包；当中继节点成功收到数据包后，令a
k
＝a
k
+1，其中a
k
表示第k个中继节点的缓存数量；判断中继节点成功接收到的数据包数量是否大于预设数量，若是，则判定所有中继节点接收到预设数量的数据包，否则源节点向各个中继节点广播发送下一个数据包。3.根据权利要求1所述的半双工中继网络的收发调度方法，其特征在于，所述获取源节点与每个中继节点连接信道和每个中继节点与目标节点连接信道的信道质量并计算最优的中继节点，包括步骤：通过信令反馈获取源节点与第k个中继节点连接的信道的信道质量，记为X
k
；所述信道质量为频率平坦信道系数；通过信令反馈获取第k个中继节点与目标节点连接的信道的信道质量，记为Y
k
；所述信道质量为频率平坦信道系数；计算最优的源节点与中继节点连接信道所对应的中继节点p1：计算最优的中继节点与目标节点连接信道所对应的中继节点q1:判断p1是否不等于q1，若是则最优的中继节点为中继节点q1，否则计算次优的源节点与中继节点连接信道所对应的中继节点p2：计算次优中继节点与目标节点连接信道所对应的中继节点q2:判断是否大于若是，则最优的中继节点为中继节点q1，否则最优的中继节点为中继节点q2。4.根据权利要求1所述的半双工中继...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，徐锡强，严军荣，
申请(专利权)人：三维通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：