[发明专利]一种多中继放大转发协作网络的中继选择方法

说明书

本发明涉及一种多中继放大转发协作网络的中继选择方法，属于多中继放大转发协作通信技术领域。本发明首先在中继节点处设置信噪比门限值，然后将源节点S到中继R链路的瞬时信噪比大于门限值的中继作为待选中继，最后在待选中继集合中通过最佳部分信道方法选出最佳中继，与传统的中继选择方法相比，本发明不仅降低了系统的复杂度，而且，在高信噪比和中继个数较多时均可逼近传统最佳调和平均算法，本发明的中继选择方法使用了门限值和部分信道信息，可通过对门限值的选择和控制使系统在复杂度和性能之间取得折中。

技术领域

本发明涉及一种多中继放大转发协作网络的中继选择方法，属于多中继放大转发协作通信技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，人们对数据传输速率和传输性能也提出了更高的要求。而现有的可用频谱资源也越来越趋于紧张，为了满足人们对数据传输速率和传输性能的要求，同时节约有限的频谱资源，出现了分集技术和多输入多输出(Muliti–lnput–Muilti–Output，MIMO)技术。MIMO是一种能有效提高传输速率且很好地利用多径效应实现空间分集增益而不占用多余频谱资源的技术。但由于受终端尺寸，功耗和复杂度以及成本等诸多因素的限制，在移动终端上安装多个天线有一定的困难。因此，一种新的协作通信(Cooperative Communication)技术应运而生。协作通信是一种广义的MIMO，融合了中继技术和分集技术的优势，能有效对抗信道的多径衰落，提高传输速度，从而获得空间分集。然而在协作通信技术中，往往存在多个潜在的中继节点，使用不同的中继节点将极大地影响协作通信的最终性能，则需要考虑“与谁协作”，即中继选择。如何合理、有效地从这些潜在中继节点中选择协同节点，制定协同策略是协作通信的研究重点。

传统中继选择算法不仅需要准确信道信息，而且需要额外的信令进行及时准确的反馈，且系统采用全分集发送方式。对于资源受限的无线网络来说，增加了系统的复杂度。以下介绍几种传统中继选择算法：

(1)最佳SNR中继选择

从所有中继中选择SNR最大的为最佳中继，数学表达式：

(2)Maxmin中继选择

先选择两跳链路的差者，再从所有中继中选出最佳的中继，数学表达式：

(3)最佳调和平均中继选择

对所有中继的两跳链路求调和平均值，选出最佳的中继。数学表达式：

(4)SR门限中继选择

该方法通过在中继节点设置合适的信噪比门限，将源节点和多个中继节点的信噪比与门限值比较，选择出最优中继进行传输。

在以上四种方法中，前三种都综合考虑了两条链路的瞬时信噪比，其中，最佳调和平均中继选择算法系统性能最好，但复杂度高。SR门限算法，由于只考虑了部分链路的瞬时信道信息，复杂度低，但是总体性能却没有传统的最佳调和平均算法性能好。

发明内容

本发明的目的是提供一种多中继放大转发协作网络的中继选择方法，以解决目前中继选择方法运算量大、复杂度高以及性能差的问题。

本发明的技术方案：一种多中继放大转发协作网络的中继选择方法，该中继选择方法包括以下步骤：

1)计算源节点到各个中继节点的瞬时信噪比，判断各瞬时信噪比是否大于信噪比门限值，并选取大于信噪比门限值的中继节点为待选中继节点；

2)计算源节点与待选中继节点的信道幅度值和待选中继节点与目的节点之间的信道功率的期望，确定部分信道的表达式；