[发明专利]大规模中继网络中基于时隙ALOHA的贪婪中继选择方法

权利要求书

1.一种大规模中继网络中基于时隙ALOHA的贪婪中继选择方法，其特征在于包括下述步骤：

1)建立网络模型，包括一个源节点S、一个目的节点D和密度为λ_r的均匀随机分布的若干中继节点R，其中中继节点分为可以满足用户最低传输需求的可用中继和不能满足传输需求的其它中继；源节点到目的节点、源节点到中继节点、中继节点到目的节点之间的距离分别表示为d_SD、d_SR和d_RD；在每帧内执行步骤2)～4)；

2)可用中继的自我标记

2a)源节点在每帧中的第一时隙广播用户最低需求传输速率R_r和源节点坐标给所有中继节点；

2b)收到源节点广播信息的每个中继节点计算自己的中继传输速度并与需求传输速率R_r进行对比，其中ε为用户能够承受的目标传输总中断率，P_s与P_r分别为源节点和中继节点的发射功率，N₀为噪声平均功率；

2c)每个能够满足R_a＞R_r的中继节点都将自己标记为可用中继，继续参与步骤3)中基于时隙ALOHA的中继选择，其余中继自我标记为其它中继，并退出本帧的中继选择，在下一帧之前保持静默；

3)基于时隙ALOHA的贪婪中继选择

3a)可用中继通过可用中继区域估算每时隙最优接入概率其中m为本帧中目前已成功接入的中继个数，P_suc(p_acc)为一个时隙内的发生成功接入的总概率，

其中，k为该帧内的可用中继数量，代表在k-m个中选1个的组合符号，为可用中继区域的面积，

|S|=2∫x1x2-xSR2+axSR+bdxSR=(2xSR-a2-xSR2+axSR+b+a2+4b4arcsin2xSR-aa2+ab)|x1x2]]>

积分下限与上限分别为

x1=a/2-a2/4+bx2=a/2+a2/4+b]]> 1

其中

3b)在每帧的中继选择开始之前，设为被选中继传输速率的初始值，W为连续失败接入的时隙的上限值，w⁰＝0为连续接入失败时隙计数器的初始值，m⁰＝0为已成功接入中继数量的初始值，L表示一帧中总的时隙数，l⁰＝0为选择过程使用时隙的初始值；

在从第二个时隙开始的每一个时隙中，每个尚未接入成功的可用中继都以计算得到的接入概率p_acc(λ,m)来接入信道；当且仅当同时只有一个中继接入信道时，则完成了一次成功的选择，此时成功接入中继数量m加1并且令w归零；否则选择失败，且当m＞0时令w加1；无论选择是哪一种结果，l都加1，代表推进到下一时隙；

每当发生一次成功的选择，将选择成功的中继节点的速度R_a和R_s进行对比；当R_a＞R_s，源节点更新被选中的中继节点为新接入成功的中继节点并令R_s＝R_a，继续进行中继选择，否则终止中继选择；在w达到上限W，或者l达到上限L时也终止选择；

4)当步骤3)结束且有中继节点被成功选择，源节点使用被选中的中继节点以速度R_s进行传输；协作传输过程分为两个阶段：第一阶段，源节点将数据发送给中继节点；第二阶段，中继解码收到的数据，如果能够正确解码，则中继将解码的数据转发给目的节点，否则中继将不进行转发。