[发明专利]无线协作网络中中继分配和合作维持方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种无线协作网络中中继分配和 合作维持方法。

背景技术

近些年来协同无线通信技术得到了广泛的关注。协同中继使特定区域的一些节点或终端 形成了一个虚拟天线阵，从而达到空间分集的效果，显著提高了系统吞吐率。但由于中继节 点的加入，移动台可以选择不同的中继节点集合来进行数据转发。因此如何进行协同中继节 点的选择将是一个首要解决的问题。在选取协同中继点的问题上，主要的研究内容是在一个 多协同中继点的环境中，协同伙伴如何分配和管理，例如协同对象和协同条件等。现有文献 大多假设节点可以随意帮助其他节点，没有考虑节点的自利性。但是作为中继节点，必将耗 费节点自身的能量。当节点具有自利性时，设计合理中继分配和管理方案即能得到理想的系 统总体性能，又使得节点之间的相互协作关系稳定，是非常重要的问题。

经对现有技术文献的检索发现，Charles Pandana等人在《IEEE Transaction on Wireless Communications，vol.7，no.8，May.2008，pp.3150-3163(电气电子工程师协会无 线通信领域期刊，2008年5月，第3150-3163页)》上发表了题为“Cooperation Enforcement and Learning for Optimizing Packet Forwarding in Autonomous Wireless Networks( 自组织网络中数据转发的学习优化及合作行为的加强)”一文，该文提出一种基于重复博弈 的架构促使网络中的节点能够遵守经过优化的数据转发策略，但是此方案只考虑了网络节点 的基本的数据转发功能，并未考虑关于协作分集策略下中继选择问题。

另经检索发现，Yongle Wu等人在《IEEE Transaction on Wireless Communications， (电气电子工程师协会无线通信领域期刊)》上发表了题为“Repeated open spectrum sharing game with cheat-proof strategies(基于重复博弈的公共频谱上的欺骗行为抵制 频谱共享策略)”一文，该文提出一种基于重复博弈的惩罚策略防止在频谱共享的情况下， 一些节点贪婪的增加自身的传输能量，进而引起对别的节点的干扰和系统性能的下降。该文 针对频谱共享场景上的背离行为设计惩罚方案，并未考虑中继选择。

经检索还发现，Walid Saad等在《IEEE Transaction on Wireless Communication(电气 电子工程师协会通信领域期刊)》上发表的文章“A Distributed Coalition Formation Framework for Fair User Cooperation in Wireless Networks(基于无线网络中用户公平 合作的分布式联盟架构)”。该文提出自私节点基于虚拟MIMO技术的合作联盟形成，但是该 技术并未考虑合作分集协议下中继选择和公平性，以及防止节点背离合作的策略。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种无线协作网络中中继分配和合作维持方法 。本发明通过建立合作圈和对背离合作的节点在惩罚时间内进行分布式惩罚，实现了中继传 输系统中继节点分配以及保证了协作节点之间的公平性和稳定性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

第一步，建立TDMA模式单中继传输的无线通信协作网络，网络中每个节点时分的接入一 个中心节点，根据每个节点选择网络中剩余每个节点作为中继节点的效用，得到每个节点对 其每个中继节点的偏好，所有节点向中心节点上报其对所有中继节点的偏好。

第二步，基于交换市场博弈模型，采用合作圈形成方法建立无线协作网络中节点间的合 作关系，得到若干个合作圈；当有节点背离合作关系时，执行第三步。

所述的合作圈形成方法是：

1)将网络中每个节点与其最偏好的节点相连接，组成若干封闭多边形，组成封闭多边 形的节点间的合作关系就此确定；

2)重新将剩余的每个节点与剩余的节点中其最偏好的节点相连接，又组成若干的封闭 多边形，组成封闭多边形的节点间的合作关系就此确定；