CN101754263A - 协作接力中继节点的选择方法、协作接力传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种协作接力中继节点的选择方法，包括：接力段数据发送节点向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，中继节点测量所述协作接力邀请消息的信号质量；数据接收节点向数据发送节点发送允许发送消息，数据发送节点和中继节点分别测量所述允许发送消息的信号质量；中继节点根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，并向数据发送节点发送参与决策消息；数据发送节点测量所述参与决策消息的信号质量；数据发送节点根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。本发明实施例各段的中继节点的选择可以独立并行进行。

Description

协作接力中继节点的选择方法、协作接力传输方法及系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种协作接力中继节点的选择方法、协作接力传输方法及系统。

背景技术

多输入多输出(Multiple-Input-Multiple-Output，MIMO)技术已经广泛用于雷达、通信系统中以对抗无线信道的恶劣环境，并充分利用无线信道的空间开放性获取多径增益并提高系统容量。但MIMO技术难以适用于越来越小型化的移动节点，特别地，不太适用频率低于1GHz以下的便携式终端节点。为此，业界对MIMO技术特别是分布式MIMO技术进行了扩展，使之适应移动节点侧，提出了虚拟MIMO技术VMIMO(Virtual MIMO)。

在VMIMO中，中继节点(Relay Node，RN)相对于源节点(Source Node，SN)和目的节点(Destination Node，DN)而言，其信道状态是随机的，如果一个RN相对SN或DN的信道很恶劣，则其参与协作接力(Cooperative Relay)不会给系统带来任何好处，反而会(甚至严重)劣化系统性能。因此，RN或其集合(Relay Node Set，S-RN)的选择是非常重要的一个步骤。

当仅考虑两跳VMIMO系统时，在SN和DN间假定有k个RN，则究竟多少个RN参与合作接力(Relay)大致可以分为三种参与模式：①全部参与、②部分参与以及③最佳参与。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：仅有一个RN被选出，不能充分利用其他次优RN以进一步提高分集增益，也不适合需要选出多个RN的场合。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种协作接力中继节点的选择方法、协作接力传输方法及系统，可以分段独立并行选择多个中继节点，缩短协作接力链生成时间。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种协作接力中继节点的选择方法，以两跳为协作接力段，包括：

接力段数据发送节点向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，中继节点测量所述协作接力邀请消息的信号质量；

数据接收节点向数据发送节点发送允许发送消息，数据发送节点和中继节点分别测量所述允许发送消息的信号质量；

中继节点根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，并向数据发送节点发送参与决策消息；

数据发送节点测量所述参与决策消息的信号质量；

数据发送节点根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

本发明实施例还提供一种协作接力传输方法，以两跳为协作接力段，包括：

选择协作接力段中继节点；

接力段数据发送节点向选择的中继节点发送数据；

所述中继节点将所述数据发送节点发送的数据向数据接收节点发送；

所述选择协作接力段中继节点，具体包括：

接力段数据发送节点向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，中继节点测量所述协作接力邀请消息的信号质量；

数据接收节点向数据发送节点发送允许发送消息，数据发送节点和中继节点分别测量所述允许发送消息的信号质量；

中继节点根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，并向数据发送节点发送参与决策消息；

数据发送节点测量所述参与决策消息的信号质量；

数据发送节点根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

本发明实施例提供一种协作接力中继节点选择装置，以两跳为协作接力段，包括：

发送单元，用于向协作接力的中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息；

接收单元，用于接收中继节点发送的参与决策消息和数据接收节点发送的允许发送消息；

测量单元，用于分别测量所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量；

选择单元，根据测量的所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

本发明实施例提供一种协作接力中继节点的选择系统，以两跳为协作接力段，包括：

数据发送节点，用于向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，测量数据接收节点发送的允许发送消息和中继节点发送的参与决策消息的信号质量，根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点；

中继节点，用于测量所述协作接力邀请消息和数据接收节点发送的允许发送消息的信号质量，并根据测量的所述协作接力邀请消息和数据接收节点发送的允许发送消息的信号质量确定自身参与协作接力，向数据发送节点发送参与决策消息；

数据接收节点，用于向数据发送节点发送允许发送消息。

本发明实施例还提供一种协作接力传输系统，以两跳为协作接力段，包括：

协作接力中继节点选择装置，用于选择协作接力中继节点；

第一装置，用于向协作接力中继节点选择装置选择的中继节点发送数据；

第二装置，用于接收协作接力中继节点选择装置选择的中继节点所发送的数据；

所述协作接力中继节点选择装置进一步包括：

发送单元，用于向协作接力的中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息；

接收单元，用于接收中继节点发送的参与决策消息和数据接收节点发送的允许发送消息；

测量单元，用于分别测量所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量；

选择单元，根据测量的所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

本发明实施例将协作接力段分成若干两跳接力构成合作接力段，各段的中继节点的选择可以独立且并行进行，降低优化难度，同时允许各段进行流水线式数据传输，增加数据吞吐率；在选择中继节点的过程中，多个中继节点可以同时向数据发送节点通告其中继决策，可以极大地缩短合作接力链的生成时间。本发明实施例适用于不同的调制方式和接入控制方案。

附图说明

图1是本发明实施例一协作接力中继节点的选择方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二协作接力中继节点的选择方法的流程示意图；

图3a-3e是本发明实施例涉及消息的结构示意图；

图4是本发明实施例三协作接力传输方法的流程示意图；

图5是本发明实施例四协作接力中继节点选择装置的结构示意图；

图6是本发明实施例五协作接力中继节点的选择系统的结构示意图；

图7是本发明实施例五协作接力传输系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，若干采用相同调制方式和协议的无线节点均匀散布在某一区域，典型的，该区域为矩形区域。本发明实施例将给出接力段中参与协作接力的中继节点RN的选择方法以及接力段的协作接力传输方法。

以下结合附图对本发明实施例进行详细描述。

本发明实施例一：

如图1所示，本实施例一协作接力中继节点的选择方法，以两跳为协作接力段，所述选择方法包括：

步骤101，接力段数据发送节点向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，中继节点测量所述协作接力邀请消息的信号质量；

步骤102，数据接收节点向数据发送节点发送允许发送消息，数据发送节点和中继节点分别测量所述允许发送消息的信号质量；

步骤103，中继节点根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，并向数据发送节点发送参与决策消息；

步骤104，数据发送节点测量所述参与决策消息的信号质量；

步骤105，数据发送节点根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

步骤105之后，本实施例还包括：

步骤106，数据发送节点将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

在步骤103根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力之前，还包括：

步骤103a，中继节点保存携带在所述协作接力邀请消息中的数据发送节点的地址；

步骤103b，中继节点保存携带在所述允许发送消息中的数据发送节点的地址；

步骤103c，中继节点将步骤103a和步骤103b分别保存的地址进行比对，如果一致，则执行步骤103。

本实施例中，由于所述参与决策消息和决策响应消息的发送功率较小，因此中继节点对自身是否参与协作接力的选择过程和数据发送节点对参与协作接力的中继节点的选择过程可以并行进行而不相互干扰。

本发明实施例二：

为便于叙述，假定数据发送节点、中继节点、数据接收节点分别属于簇{C₀，C₁，C₂}。每两跳协作接力(如C₀→C₁→C₂)为一个协作接力段。在每个两跳接力段中，依据待发送数据的传送方向分为接力段的上游簇和下游簇，并以上游簇和下游簇的簇首节点(Cluster Head，CH)为参照进行接力中继选择，例如SN为上游簇C₀的簇首节点，DN为下游簇C₂的簇首节点，RN为待选择的中间簇C₁节点。

请参照图2所示，本发明实施例二协作接力中继节点的选择方法，包括：

步骤201，作为上游簇(C₀)的簇首SN发送协作接力邀请消息RTS+VOTE+INVITE(R-V-I)给中间簇(C₁)的RN和下游簇(C₂)的簇首DN。该消息以P₀dBm的功率发送，P₀为约定的功率值，可以用于限定跳间距离。RN将在此时测量R-V-I帧的信号质量γ_RTS。

协作接力邀请消息RTS+VOTE+INVITE用于邀请上游簇簇首(两跳环境下即为SN)与下游簇簇首(两跳环境下即为DN)之间的中继节点RN参与协作接力。该消息的结构如图3a所示，SN发送该消息时，在A1填入DN的地址，在A2字段填入SN的地址。应当理解，除图3a所示的结构之外，协作接力邀请消息R-V-I还可以采用其他结构，携带下游簇簇首和上游簇簇首的地址，以邀请上游簇簇首与下游簇簇首之间的中继节点RN参与协作接力。

步骤202，作为下游簇(C₂)的簇首DN，在收到R-V-I消息并准备好接收数据时，向SN和RN发送允许发送消息CTS(Clear To Send)。此时SN将测量CTS的信号质量γ_CTS，同时RN也测量该CTS的信号质量γ_CTS。

CTS消息的结构参见图3b，DN在发送该消息时，在接收地址RA的位置填入SN的地址。应当理解，除图3b所示的结构之外，允许发送消息CTS还可以采用其他结构，携带上游簇簇首的地址，以向SN和RN反馈DN已准备好接收数据。

步骤203，RN根据测量得到RVI信号质量γ_RTS和CTS的信号质量γ_CTS，以及设定的两个门限γ_RN ^min和Δγ_RN ^max确定是否参与协作接力，即：

$\mathrm{if}({\mathrm{\γ}}_{\mathrm{RN}}^{\min }\≤\min ({\mathrm{\γ}}_{\mathrm{RTS}},{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{CTS}})\mathrm{AND\Δ}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{RN}}^{\max }\≥|{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{RTS}}-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{CTS}}\left|\right)\mathrm{thenjoin}$

$\mathrm{else\; not}-\mathrm{join}---\left(1\right)$

其中，γ_RN ^min，Δγ_RN ^max，γ_RTS，γ_CTS的单位均为dBm。

门限γ_RN ^min的物理意义是指中继节点RN其信道增益不能小于某个值，否则中继没有意义。门限Δγ_RN ^max的物理意义指中继节点RN最好处于SN和DN中间，如果离一个很近，离另一个很远，则对于中继链路的信道增益是有负面影响的，因为信道容量是由最差的一个链路决定的。门限γ_RN ^min、Δγ_RN ^max以公式(1)的判断结果为导向，通过经验值或仿真进行设置，例如，门限γ_RN ^min、Δγ_RN ^max初始值均为1dBm，如果仿真结果显示决定参与协作接力的RN较多，希望减少决定参与协作接力的RN数量，则可以适当提高门限γ_RN ^min或降低门限Δγ_RN ^max。

因此，公式(1)RN决定自身参与协作接力的条件是：(1)RN测量得到的RVI信号质量γ_RTS和CTS的信号质量γ_CTS中值较小的须大于或等于设定的信道增益值，即门限γ_RN ^min；(2)RTS信号质量γ_RTS和CTS的信号质量γ_CTS的差值(是指绝对值)须小于或等于设定的信道增益差值，即门限Δγ_RN ^max。只有同时满足这两个条件的RN才确定参与协作接力。

当RN确定参与协作接力时，将发送参与决策消息FLAG给SN。

FLAG消息的结构可以为MAC帧的形式，如图3c所示，RN发送该消息时，在A1和A2地址字段分别填写SN和DN的地址。其中，作为FLAG消息组成部分之一的FLAG比特(携带RN指示SN的消息，即RN将参与协作接力)将不在MAC帧结构中，而是在传送FLAG消息时，由物理层对该FLAG比特采用非编码方式传送。在实际应用中，可以针对不同的调制方式和接入控制方式设计不同的FLAG物理层的信号结构。应当理解，除图3c所示的结构之外，参与决策消息FLAG还可以采用其他结构，携带下游簇簇首和上游簇簇首的地址，以及RN通知SN该RN确定自身参与协作接力的信息。

作为本实施例的进一步改进，在步骤203RN按公式(1)判断之前，还包括：

步骤203a，RN保存携带在所述RTS+VOTE+INVITE消息中的SN的地址(A2)；

步骤203b，RN保存携带在所述CTS消息中的SN的地址(RA)；

步骤203c，RN将步骤103a和步骤103b分别保存的地址进行比对，如果一致，则执行步骤203。

步骤204，SN测量接收的FLAG消息的信号质量γ_FLAG ^l，

为SN在FLAG消息上能识别的RN集合，此处说明一下：SN一般会向多个RN和DN发送协作接力邀请消息，接收到协作接力邀请消息的RN通过公式(1)的判断，当决定自身参与协作接力时，便会向SN发送FLAG消息，因此SN会收到多个RN的FLAG消息，并测量其信号质量，这样SN就可以在所述的多个RN中(RN集合)进一步选择参与协作接力的RN。

步骤205，SN根据测得的FLAG消息的信号质量γ_FLAG ^l及CTS消息的信号质量γ_CTS，以及设定的门限γ_CH ^min和Δγ_CH ^min对决定参与合作接力的RN做进一步筛选，即

$\mathrm{if}({\mathrm{\γ}}_{\mathrm{CH}}^{\min }\≤{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{FLAG}}^l\mathrm{AND\Δ}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{CH}}^{\min }\≤|{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{FLAG}}^l-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{CTS}}\left|\right)\mathrm{thenRESP}$

$\mathrm{else\; not}-\mathrm{RESP}---\left(2\right)$

}

门限γ_CH ^min表征RN到SN的信道增益不能小于该门限；门限Δγ_CH ^min表征SN通过RN到DN的信道增益，与SN到DN的信道增益的差值不能小于该门限，否则中继没有意义。门限γ_CH ^min、Δγ_CH ^min以公式(2)的判断结果为导向，通过经验值或仿真进行设置，例如，门限γ_CH ^min、Δγ_CH ^min初始值均为1dBm，如果仿真结果显示SN选择参与协作接力的RN较多，希望减少参与协作接力的RN数量，则可以适当提高门限γ_CH ^min或门限Δγ_CH ^min。

因此，SN选择RN参与协作接力的条件是：(1)RN到SN的信道增益需要大于或等于设定的簇首的信道增益最小值，即门限γ_CH ^min；(2)SN通过RN到DN的信道增益，与DN到SN的信道增益的差值(是指绝对值)，须大于或等于设定的簇首的信道增益最小值的差值，即门限Δγ_CH ^min。SN将选择同时满足这两个条件的RN参与协作接力。

通过步骤203和204对相应信号质量的测量，以及根据公式(1)、(2)进行判断，即采用三角形方法，可大致确定准备参与中继接力的RN是否处于SN和DN之间，避免模糊性问题。

步骤206，SN将选择结果通过决策响应消息FLAG-RESP通知参选的RN(即发送FLAG消息给SN的RN)。

FLAG-RESP消息的结构如图3d所示，由于实际能够参与协作接力的RN数是有限的，因此在实际应用中可以设置一个最大的协作接力数N_max(如48)，N_max表示最多可以有多少个RN参与协作接力。在此基础上设置最多支持N_max个RN的“竞争空间(CS：Contention Space)”，它由N_max个竞争点组成。当该子载波上对应的RN被选中时，则SN将FLAG-RESP中的N_max个FLAG-RESP比特对应位置置1，否则置0。需要说明的是，此处SN将FLAG-RESP中的N_max个FLAG-RESP比特对应位置置位并不限于前述方式，例如当RN被选中时可以将FLAG-RESP比特对应位置置0，否则置1；也可以设置其他参数，以便于如后述步骤207中RN通过检测FLAG-RESP对应的FLAG-RESP比特置位，来判定之前发送的FLAG是否被SN选中确认。

应当理解，除图3d所示的结构之外，决策响应消息FLAG-RESP还可以采用其他结构，携带下游簇簇首和上游簇簇首的地址，以及SN的选择结果信息。

为了降低RN接力参与决策(FLAG消息)和CH对RN决策响应(FLAG-RESP消息)的传送延迟，本实施例采用时域串行总线模式，或频域/码域并行总线模式来完成FLAG和FLAG-RESP的传送。

同时，由于本发明实施例的FLAG及FLAG-RESP消息的发送功率较小，因此RN对自身是否参与协作接力的选择过程和SN对参与协作接力的RN的选择过程可以并行进行而不相互干扰。

步骤207，RN接收所述决策响应消息FLAG-RESP，并通过检测FLAG-RESP对应的FLAG-RESP比特是否为1，来判定之前发送的FLAG是否被SN选中确认。

为了区分RN对不同CH-Pair(簇首对，CH对)的协作接力状态，在本发明另一实施例中，RN将维护一个表格保存这些信息，如下表所示。表中给出了一个RN上维护的协作接力状态表(它可以参与多个CH对间的协作中继传输)，当一个接力选择过程完毕，而且决定不参与协作接力或者不被CH选中时，RN可以删除该CH-Pair项的内容，以节约存储空间。

本发明实施例三：

请参照图4所示，本实施例提供一种协作接力传输方法，以两跳为协作接力段，包括：

步骤401，选择协作接力段中继节点。

本实施例中，选择协作接力段中继节点的原理、过程、具体方式等与实施例一、二相同，此不赘述。

步骤402，接力段数据发送节点向选择的中继节点发送数据；

步骤403，所述中继节点将所述数据发送节点发送的数据向数据接收节点发送。

作为本实施例的进一步改进，在步骤402接力段数据发送节点向选择的中继节点发送数据之前，还包括：

步骤402a，数据发送节点向选择的中继节点和数据接收节点发送协作接力传输请求消息；

步骤402b，数据接收节点向数据发送节点返回允许协作接力传输消息；

步骤402c，数据发送节点接收所述允许协作接力传输消息，再执行步骤402。

作为本实施例的进一步改进，中继节点接收数据发送节点发送的数据并正确解码后，将向数据发送节点发送正确接收确认消息DATA+ACK，所述DATA+ACK消息的结构参见图3e，中继节点发送DATA+ACK消息时，将在A1、A2、A3地址段分别填入数据接收节点、数据发送节点、数据发送节点的地址。数据发送节点接收所述DATA+ACK消息后，通过解析A2、A3地址段，即可判定所述DATA+ACK信息是否是给本接力段的DATA+ACK消息，如果是，则在检查到此消息时不用解码所有的数据即可认定中继节点发送了DATA+ACK消息，从而确认数据已被RN正确接收。由于DATA+ACK消息也使用较小功率发送，因此不会干扰离中继节点两跳及以上的节点传送信息。应当理解，除图3e所示的结构之外，正确接收确认消息DATA+ACK还可以采用其他结构，携带下游簇簇首和上游簇簇首的地址，以通知数据发送节点其发送的数据已被中继节点接收并正确解码后。

作为本实施例的进一步改进，数据接收节点接收到任意中继节点发送的数据并进行解码，如果解码正确则确认发送完毕，否则立即发送接收失败消息NACK通知数据发送节点和中继节点，此时中继节点将重新发送所述数据，或发送不携带接收确认功能的数据，直到数据接收节点接收正确或数据发送节点/数据接收节点放弃数据的传输。

应当理解，本实施例中数据发送节点是SN，中继节点是RN，数据接收节点是DN。

本发明实施例四：

请参照图5所示，本发明实施例四提供一种协作接力中继节点选择装置，以两跳为协作接力段，包括：

发送单元51，用于向协作接力的中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息；

接收单元52，用于接收中继节点发送的参与决策消息和数据接收节点发送的允许发送消息；

测量单元53，用于分别测量所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量；

选择单元54，根据测量的所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

作为本实施例的进一步改进，发送单元51还用于将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

作为本实施例的进一步改进，接收单元52还用于接收所述决策响应消息，以使中继节点获知自身被选择参与协作接力。

本发明实施例五：

请参照图6所示，本发明实施例五提供一种协作接力中继节点的选择系统，以两跳为协作接力段，包括：

数据发送节点61，用于向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，测量数据接收节点发送的允许发送消息和中继节点发送的参与决策消息的信号质量，根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点；

中继节点62，用于测量所述协作接力邀请消息和数据接收节点发送的允许发送消息的信号质量，并根据测量的所述协作接力邀请消息和数据接收节点发送的允许发送消息的信号质量确定自身参与协作接力，向数据发送节点发送参与决策消息；

数据接收节点63，用于向数据发送节点发送允许发送消息。

作为本实施例的进一步改进，数据发送节点61还用于将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

作为本实施例的进一步改进，中继节点62还用于接收所述决策响应消息，获知自身被选择参与协作接力。

本发明实施例六：

请参照图7所示，本发明实施例六提供一种协作接力传输系统，以两跳为协作接力段，包括：

协作接力中继节点选择装置70，用于选择协作接力中继节点；

第一装置71，用于向协作接力中继节点选择装置70选择的中继节点发送数据；

第二装置72，用于接收协作接力中继节点选择装置70选择的中继节点所发送的数据。

所述协作接力中继节点选择装置70进一步包括：

发送单元701，用于向协作接力的中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息；

接收单元702，用于接收中继节点发送的参与决策消息和数据接收节点发送的允许发送消息；

测量单元703，用于分别测量所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量；

选择单元704，根据测量的所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

作为本实施例的进一步改进，发送单元701还用于将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

作为本实施例的进一步改进，接收单元702还用于接收所述决策响应消息，以使中继节点获知自身被选择参与协作接力。

通过上述实施例的描述可知，本发明实施例将协作接力段分成若干两跳接力构成合作接力段，各段的中继节点的选择可以独立且并行进行，降低优化难度，同时允许各段进行流水线式数据传输，增加数据吞吐率；在选择中继节点的过程中，多个中继节点可以同时向数据发送节点通告其中继决策，可以极大地缩短合作接力链的生成时间。本发明实施例适用于不同的调制方式和接入控制方案。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (26)

1.一种协作接力中继节点的选择方法，以两跳为协作接力段，包括：

接力段数据发送节点向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，中继节点测量所述协作接力邀请消息的信号质量；

数据接收节点向数据发送节点发送允许发送消息，数据发送节点和中继节点分别测量所述允许发送消息的信号质量；

中继节点根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，并向数据发送节点发送参与决策消息；

数据发送节点测量所述参与决策消息的信号质量；

数据发送节点根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，具体是指：

如果所述测量得到的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量中值较小的大于或等于设定的信道增益值；并且

所述协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量的差值小于或等于设定的信道增益差值；

则中继节点确定自身参与协作接力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点，具体是指：

如果中继节点对于数据发送节点的信道增益大于或等于设定的信道增益值；并且

中继节点相对于数据接收节点到数据发送节点的信道增益大于或等于设定的信道增益差值；

则数据发送节点选择所述中继节点为参与协作接力的中继节点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括：

数据发送节点将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述参与决策消息和决策响应消息可以并行发送。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：还包括：

中继节点接收所述决策响应消息，获知自身被选择参与协作接力。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力之前，还包括：

中继节点保存携带在所述协作接力邀请消息中的数据发送节点的地址；

中继节点保存携带在所述允许发送消息中的数据发送节点的地址；

中继节点将所述分别保存的地址进行比对，如果一致，则再根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力。

8.一种协作接力传输方法，以两跳为协作接力段，包括：

选择协作接力段中继节点；

接力段数据发送节点向选择的中继节点发送数据；

所述中继节点将所述数据发送节点发送的数据向数据接收节点发送；

所述选择协作接力段中继节点，具体包括：

接力段数据发送节点向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，中继节点测量所述协作接力邀请消息的信号质量；

数据接收节点向数据发送节点发送允许发送消息，数据发送节点和中继节点分别测量所述允许发送消息的信号质量；

中继节点根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，并向数据发送节点发送参与决策消息；

数据发送节点测量所述参与决策消息的信号质量；

数据发送节点根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力，具体是指：

如果所述测量得到的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量中值较小的大于或等于设定的信道增益值；并且

所述协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量的差值小于或等于设定的信道增益差值；

则中继节点确定自身参与协作接力。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点，具体是指：

如果中继节点对于数据发送节点的信道增益大于或等于设定的信道增益值；并且

中继节点相对于数据接收节点到数据发送节点的信道增益大于或等于设定的信道增益差值；

则数据发送节点选择所述中继节点为参与协作接力的中继节点。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：还包括：

数据发送节点将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述参与决策消息和决策响应消息可以并行发送。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：还包括：

中继节点接收所述决策响应消息，获知自身被选择参与协作接力。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在所述根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力之前，还包括：

中继节点保存携带在所述协作接力邀请消息中的数据发送节点的地址；

中继节点保存携带在所述允许发送消息中的数据发送节点的地址；

中继节点将所述分别保存的地址进行比对，如果一致，则再根据测量的协作接力邀请消息的信号质量和允许发送消息的信号质量，确定自身参与协作接力。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在所述接力段数据发送节点向选择的中继节点发送数据之前，还包括：

数据发送节点向选择的中继节点和数据接收节点发送协作接力传输请求消息；

数据接收节点向数据发送节点返回允许协作接力传输消息；

数据发送节点接收所述允许协作接力传输消息。

16.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述接力段数据发送节点向选择的中继节点发送数据之后，还包括：

所述中继节点接收数据发送节点发送的数据并解码；

所述中继节点向数据发送节点发送正确接收确认消息，携带数据接收节点、数据发送节点的地址；

数据发送节点解析出所述正确接收确认消息中携带的数据接收节点、数据发送节点的地址，获知所述正确接收确认消息为本接力段的正确接收确认消息，确定发送的数据被中继节点正确接收。

17.根据权利要求8或16所述的方法，其特征在于：所述中继节点将所述数据发送节点发送的数据发送给数据接收节点之后，还包括：

数据接收节点对接收的数据进行解码，如解码正确则确认发送完毕，否则立即发送接收失败消息通知数据发送节点和中继节点；

中继节点重新发送所述数据，或发送不携带接收确认功能的数据。

18.一种协作接力中继节点选择装置，其特征在于：以两跳为协作接力段，所述装置包括：

发送单元，用于向协作接力的中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息；

接收单元，用于接收中继节点发送的参与决策消息和数据接收节点发送的允许发送消息；

测量单元，用于分别测量所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量；

选择单元，根据测量的所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于：所述发送单元还用于将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于：所述接收单元还用于接收所述决策响应消息，以使中继节点获知自身被选择参与协作接力。

21.一种协作接力中继节点的选择系统，以两跳为协作接力段，其特征在于：包括：

数据发送节点，用于向中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息，测量数据接收节点发送的允许发送消息和中继节点发送的参与决策消息的信号质量，根据测量的所述允许发送消息的信号质量和参与决策消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点；

中继节点，用于测量所述协作接力邀请消息和数据接收节点发送的允许发送消息的信号质量，并根据测量的所述协作接力邀请消息和数据接收节点发送的允许发送消息的信号质量确定自身参与协作接力，向数据发送节点发送参与决策消息；

数据接收节点，用于向数据发送节点发送允许发送消息。

22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于：所述数据发送节点还用于将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于：所述中继节点还用于接收所述决策响应消息，获知自身被选择参与协作接力。

24.一种协作接力传输系统，以两跳为协作接力段，其特征在于：包括：

协作接力中继节点选择装置，用于选择协作接力中继节点；

第一装置，用于向协作接力中继节点选择装置选择的中继节点发送数据；

第二装置，用于接收协作接力中继节点选择装置选择的中继节点所发送的数据；

所述协作接力中继节点选择装置进一步包括：

发送单元，用于向协作接力的中继节点和数据接收节点分别发送协作接力邀请消息；

接收单元，用于接收中继节点发送的参与决策消息和数据接收节点发送的允许发送消息；

测量单元，用于分别测量所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量；

选择单元，根据测量的所述参与决策消息和允许发送消息的信号质量，选择参与协作接力的中继节点。

25.根据权利要求24所述的系统，其特征在于：所述发送单元还用于将选择的结果通过决策响应消息发送给所述确定自身参与协作接力的中继节点。

26.根据权利要求25所述的装置，其特征在于：所述接收单元还用于接收所述决策响应消息，以使中继节点获知自身被选择参与协作接力。

Images