[发明专利]基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法

摘要

本发明公开了一种基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法，所述方法包括安全译码转发协作网络的中继选择和普通协作网络的中继选择。本发明的特点：(1)提出了一种区分信道状态变化频度的方法，依照此方法选择使用快速或者慢速链路自适应方式，提升了系统的性能并降低了系统的复杂度。(2)鉴于现实系统一般采用链路自适应传输，因此本发明所提方法能用于现实系统，具有现实可行性。(3)在安全协作网络中继选择中兼顾了保密容量和是否使用干扰节点之间的切换频度，在普通协作网络中将中继选择建立在对实际信道的判断基础之上，使得中继选择更加合理，具有现实意义。

主权项

1.一种基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法，所述方法包括：安全译码转发协作网络的中继选择和普通协作网络的中继选择；快速或者慢速链路自适应技术的选择原则；所述安全译码转发协作网络的中继选择，包括如下步骤：(1)选取两个中继节点，一个中继节点R用来正常传输数据，另一个节点J作为干扰节点；(2)在干扰节点集合非空的前提下，如果使用干扰节点，则： C S ( i Y * , J * ) = arg m a x i ≠ J i ∈ C d J ∈ J s e t { C S ( i , J ) } = arg m a x i ≠ J i ∈ C d J ∈ J s e t { 1 2 log 2 ( 1 + γ i , D W 1 + γ J , D W 1 + 1 + γ i , E W γ J , E W ) } ; ]]>如果不使用干扰节点，则： C S ( i N * ) = arg m a x i ∈ C d { C S ( i ) } = arg m a x i ∈ C d { 1 2 log 2 ( 1 + γ i , D W 1 + γ i , E W ) } ; ]]>其中：J*分别是使用干扰节点时的候选中继节点和干扰节点；是不使用干扰节点时的候选中继节点；表示节点i到目的节点D之间链路的即时信噪比或者平均信噪比；表示节点i到窃听节点E之间链路的即时信噪比或者平均信噪比；表示干扰节点J到目的节点D之间链路的即时信噪比或者平均信噪比；表示干扰节点J到窃听节点E之间链路的即时信噪比或者平均信噪比；i属于中继节点集合Cd，Cd为能够成功译码并转发来自源节点信号的中继节点集合；干扰节点J属于干扰节点集合Jset，且J≠i，干扰节点集合Jset由能够作为干扰节点的中继节点组成；(3)若则使用干扰节点，并选取和J*分别作为中继节点和干扰节点；若则不使用干扰节点，并选取作为中继节点；所述普通协作网络的中继选择，包括如下步骤：(1)通过估计得到第i(i＝1,2...Nd)个中继节点到目的节点D链路的即时信噪比样本为分别求取该链路即时信噪比样本的均值方差偏度和峰度其中：Nd为中继节点总个数，表示第i个中继节点到目的节点D链路的即时信噪比样本；(2)假设该链路信道类型为φ，估计出信道参数，各种类型信道的即时信噪比概率密度函数其中，Ni,D、为描述不同信道类型时的参数；根据即时信噪比概率密度函数得到假设信道类型为φ的信道即时信噪比的均值方差偏度和峰度(3)计算： ϵ φ = [ v 1 X - v φ , 1 Y ] 2 v 2 X + 1 2 [ 1 - v φ , 2 Y v 2 X ] 2 + 1 6 ( v 3 X - v φ , 3 Y ) 2 + 1 24 ( v 4 X - v φ , 4 Y ) 2 ; ]]>最小εφ对应的假设信道类型为该链路的实际信道类型，并确定信道参数Ni,D、和(4)该链路采用慢速链路自适应时的中断概率：该链路采用快速链路自适应时的中断概率：其中：M为M-QAM调制的级数；是高斯-Q函数；表示小于等于x的最大整数；h表示比特数，k表示维度，l表示Gamma分量的数目，l＝1...,Ni,D；为使用慢速链路自适应时中继节点i到目的节点D的信噪比；为使用快速链路自适应时中继节点i到目的节点D的信噪比；(5)根据选择中继节点；其中：R*为所选中继节点；当链路采用快速链路自适应时，当链路采用慢速链路自适应时，所述快速或者慢速链路自适应技术的选择原则如下所述：(1)当υD≤υ0时，判断此链路信道状况为非频繁变化，适用快速链路自适应技术；(2)当υ0＜υD≤υ1时，判断此链路信道状况为普通变化，在安全协作网络中选取仅改变链路自适应方式的前提下使信道保密容量最大时对应的链路自适应方式；在普通协作网络中选取仅改变链路自适应方式的前提下使中断概率最小时对应的链路自适应方式；(3)当υD＞υ1时，判断此链路信道状况为频繁变化，采用慢速链路自适应技术；其中：υD为节点移动速度；υ0为第一门限速度，10km/h≤υ0≤30km/h；υ1为第二门限速度，40km/h≤υ1≤60km/h。