[发明专利]一种面向多跳中继网络的中继节点部署优化方法

说明书

本发明公开了一种面向多跳中继网络的中继节点部署优化方法，旨在解决现有技术中多跳中继网络中中继节点部署的问题。其包括：获得基于多跳中继网络的中断概率的中继节点联合优化模型；根据中继节点的联合优化模型生成优化问题，并通过优化问题计算多跳中继网络的中继节点部署方案。本发明方法能够最大限度地降低多跳中继网络的中断概率，保证了数据传输的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种面向多跳中继网络的中继节点部署优化方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着无线通信网络中的用户密度不断增加，通讯系统逐渐向着更高的速率、更大的容量、更广的覆盖以及更低的成本方向迈进。相对于传统的单跳通信网络，多跳通信可以有效对抗用户传输的大尺度衰落及高发射功率对其他用户带来的干扰，将中继应用于通信网络可以有效扩展信号覆盖范围，并且可以建立可靠稳定的通信链路，使远距离的不稳定传输变得更稳定更有效。在多跳中继网络中，中继的部署对于通信系统的稳定性至关重要，相对于源节点和目的节点的直接通信，系统使用的中继越多，单跳的信道质量越好，但是，当跳数增加时，必须在传输上花费更多的时隙，从而导致频谱效率降低。因此，越来越多的学者开始研究跳数对多跳中继网络通信性能的影响，通过有效部署多跳中继网络中的中继节点来提高通信性能是无线通信的重中之重。

发明内容

为了解决多跳中继网络中中继节点部署的问题，本发明提出了一种面向多跳中继网络的中继节点部署优化方法，以多跳中继网路的中断概率为优化目标，通过对中继数目和部署位置的联合优化，提高多跳中继网路的通信质量。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

本发明提出了一种面向多跳中继网络的中继节点部署优化方法，包括如下步骤：

获得基于多跳中继网络的中断概率的中继节点联合优化模型；

根据中继节点的联合优化模型生成优化问题，并通过优化问题计算多跳中继网络的中继节点部署方案。

进一步的，多跳中继网络的中断概率的计算方法包括如下步骤：

根据多跳中继网络的信道参数计算每一跳的信道容量，计算公式如下：

（1）

其中，C_m表示多跳中继网络的第m跳的信道容量，m=1,2,…,M，M为多跳中继网络的跳数，h_m表示多跳中继网络的第m跳的瞬时信道衰落系数，γ_m表示多跳中继网络的第m跳的信噪比；

根据每一跳的信道容量计算多跳中继网络的信道容量，计算公式如下：

（2）

其中，C表示多跳中继网络的信道容量；

根据信道容量C和多跳中继网络的数据传输速率R计算多跳中继网络的中断概率，计算公式如下：

（3）

其中，P_out表示多跳中继网络的中断概率，Pr（）为概率运算，表示多跳中继网络的第m跳的平均信道增益。