[发明专利]一种半分布式中继节点分配方法

摘要

本发明提出了一种半分布式中继节点分配方法，用以解决具有多信源、多中继协作通信网络所面临的中继节点分配问题，主要包括：中继节点r(r∈{1，....R}，R为网络中中继节点的总数目)确定其可行的信源集合Γr；中继节点r对集合Γr中的信源排序得到集合Γrlast，并将Γrlast的信息反馈给网络的中心控制器；中心控制器根据反馈信息为信源分配中继节点。

主权项

1.一种半分布式中继节点分配方法，其特征在于：协作通信网络中的信源与中继节点分别编号为1，2...S、1，2...R，其中S，R分别代表网络中信源的总数目及中继节点的总数目，信息传递的目的节点为d，中继节点采用译码-前传(DF，Decode and Forward)中继模式；中继节点确定其可行的信源集合，对于中继节点r(r∈{1，....R})，其可行的信源集合Γ_r由以下过程获得：其中S为网络中信源的集合，β_sr为信源s与中继节点r间的信道增益，β_rd为中继节点r与目的节点d间的信道增益，与为中继节点r对信源s是否可行的两个判决门限，在C_n^s与C_m^s的表达式中，β_sd为信源s与目的节点d间的信道增益，SNR为网络中信源与中继节点的发射信噪比；中继节点对其可行信源集合中的信源排序：中继节点按照信源使用该中继节点后信源-目的节点间的最大信息速率的大小对信源进行降序排列，排在前面的信源具有较高的使用该中继节点的优先级，最后，中继节点将其可行信源集合及其排序信息反馈给中心控制器；中心控制器利用每个中继节点反馈的可行信源集合的排序信息，构造效用矩阵F_S×R＝[f_i，j]，f_i，j表示中继节点j可行信源集合中优先级为i的信源，若f_i，j＝0，则表示该中继节点可行的信源个数小于j；中心控制器确定为信源分配中继节点的顺序：中心控制器根据信源与目的节点之间的信道增益的大小决定对信源分配中继节点的先后顺序，优先对信道增益小的信源分配中继节点；中心控制器根据效用矩阵F_S×R依次对信源分配中继节点，在对信源分配中继节点时，首先查看信源在每个中继节点可行信源集合中的排序优先级，选出所处优先级最高的集合，分以下三种情况讨论：A)若不存在这样的集合，则信源选择直接传输B)若只存在一个这样的集合，则将该集合对应的中继节点分配给信源C)若存在多个这样的集合，则将这些集合中势最小的集合所对应的中继节点分配给信源，当势最小的集合的数目大于1时，随机挑选一个势最小的集合并将其对应的中继节点分配给信源；中继节点r分配给信源s后，中心控制器应对效用矩阵进行更新，首先将效用矩阵F_S×R中对应于中继节点r的列中的元素置零，而后查找F_S×R中是否有值为s的元素，若存在这样的元素f_i，j(1≤i≤S，1≤j≤R)(可能存在多个)，则进行以 for i≤m≤S-1f_m，j＝f_m+1，j下操作：如果i＜S且f_i+1，j≠0，则；否则f_i，j＝0； end f_S，j＝0若更新后的效用矩阵F_S×R中存在非零元素，中心控制器根据更新后的效用矩阵开始对下一个信源分配中继节点，否则，中心控制器完成中继节点分配。