CN102223644B - 联合中继选择与功率分配的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，提出了一种联合中继选择与功率分配的系统及方法，为了解决现有技术中不存在认知无线电、无线中继联合运用的问题，通过选择出最优多跳中继链路，并给各个中继节点分配合适的发送功率，从而在系统总发射功率不超过某一阈值的情况下实现系统吞吐量最大化的目标。

Description

联合中继选择与功率分配的系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种联合中继选择与功率分配的系统及方法。

背景技术

随着各种无线通信新技术的不断出现以及各种无线业务的兴起，以及新一代宽带无线网络的大量出现(如LTE-A和WiMAX)，频谱资源的短缺的问题日益严重。目前无线电频谱是采取固定方式分配给不同的网络(即为授权频段)，由国家统筹规划管理。大量测量结果表明，这种固定频谱授权分配使用的方式导致某些频段承载的业务量很大，出现严重的拥塞现象；与此相对的是，有些频段的频谱使用效率极低，造成了频谱资源的严重浪费。认知无线电的提出被认为是解决这一问题最完美的技术方案。由此衍生的认知无线网络已被视为未来网络的主流发展方向。

然而，由于认知网络仅仅是对频谱利用效率的提高，对于小区边缘用户服务质量改善则无能为力。高频段无线信道的衰落特性使得这部分用户的信号质量得不到保证，为了保证传输速率，基站不得不缩小其覆盖范围或增大其发射功率，这样便大大提高了通信系统的建设成本。无线中继便为在不增加基站数目或发射功率的前提下，低成本地扩大了基站的覆盖范围，从而确保了边缘用户的服务质量。同时无线中继技术也在其他方面发挥着作用，协同通信便是一种应用。

单纯地应用认知无线电技术，仅仅考虑对无线电资源的高效利用，并没有考虑用户服务质量的提升；而单纯地应用无线中继技术，虽然能提高用户的服务质量，却面临着频谱资源日益缺乏的困境。因而，认知无线电技术、无线中继技术的联合运用，在认知环境中考虑中继传输问题，对推动无线通信系统的发展具有重大意义。

认知无线电技术能提高系统的频谱利用率，而无线中继技术能提高系统的传输能力，二者的融合将会使未来无线移动通信系统的性能得到极大地提升。在这样一种场景下，应该首要解决的一个基本问题即是如何选择一条包含多个中继节点的最佳路由。

在现有网络中，无线中继技术的研究和应用都已经比较深入，但大多数中继应用场景仅仅考虑了单跳中继，即源节点到目的节点的路由上仅存在一个中继，对于多跳中继的研究则比较少。

在认知网络中，现有的无线中继应用侧重于协同感知，而忽视了在认知网络中主用户的出现对数据中继传输时链路连通性的影响等问题，使得在认知环境下中继传输技术的研究不够成熟。

因此，本发明提出一种在认知环境下多跳中继的中继选择和功率分配的方法。基于系统的频谱感知结果、信道衰落和链路连通性，选择出一条包含多个中继节点的最优多跳中继链路，并给各个中继节点分配合适的发送功率，从而能够在系统总发射功率不超过某一阈值的情况下实现系统吞吐量最大化的目标。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的缺点，本发明为了解决现有技术中不存在认知无线电、无线中继联合运用的问题，提出了一种联合中继选择与功率分配的系统及方法，通过选择出最优多跳中继链路，并给各个中继节点分配合适的发送功率，从而在系统总发射功率不超过某一阈值的情况下实现系统吞吐量最大化的目标。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种联合中继选择与功率分配的系统，所述系统包括：

通过通信链路进行交互的至少一个认知基站11和至少一个认知终端12；所述认知基站11包括认知数据库111、链路连通概率计算单元112、发送功率范围计算单元113、以及资源分配决策单元114；所述认知终端12包括频谱检测单元121、信道测量单元122、参数配置单元123以及中继解码转发处理单元124；其中，

认知数据库111，用于存储本小区内所有认知终端上报的频谱检测结果和信道测量结果，并连接至链路连通概率计算单元112和发送功率范围计算单元113，为其提供分析计算的数值依据；

链路连通概率计算单元112，根据所述认知数据库111中各个认知终端上报的所述频谱检测结果，计算出各段链路的连通概率，并连接至资源分配决策单元114，为其提供决策的依据；

发射功率范围计算单元113，根据所述认知数据库111中各个认知终端上报的所述信道测量结果，计算出各个终端发送功率的上下限，并连接至资源分配决策单元114，为其提供决策的依据；

资源分配决策单元114，根据所述链路连通概率计算单元112和所述发送功率范围计算单元113提供的依据，结合总发送功率限制，依据动态规划算法以及最短路径算法进行中继选择和功率分配的分配决策；

频谱检测单元121，用于检测本认知终端所在处主用户的频谱占用状况；

信道测量单元122，用于测量本认知终端与其他中继簇里的认知终端之间的链路信道质量；

参数配置单元123，根据认知基站的资源分配决策结果执行终端参数配置功能，对本认知终端是否参与中继转发以及相关发送功率进行配置；

中继解码转发处理单元124，若中继簇中的本认知终端被选中作为中继节点，对接收到的信号进行解码转发，协助完成数据的中继传输。

优选地，所述链路连通概率计算单元112根据所述认知数据库111中各个认知终端的所述频谱检测单元121上报的所述主用户的频谱占用状况，分析出信道的空闲概率，并结合链路最小容量约束下的中断概率，计算出所述各段链路的连通概率。

优选地，所述发射功率范围计算单元113根据所述认知数据库111中各个认知终端的所述信道测量单元122上报的所述链路信道质量，结合中继节点的最小接收功率约束，推算出各个认知终端允许的最小发送功率；结合主用户所允许的最大干扰约束，推算出各个认知终端允许的最大发送功率。

本发明同时提供一种联合中继选择与功率分配的方法，应用于如上所述的系统中，所述方法包括步骤：

步骤201，认知终端12收到认知基站11指示后，利用频谱检测单元121对主用户的信号进行频谱检测，利用信道测量单元122对不同中继簇不同中继节点之间的信道质量进行测量；

步骤202，认知终端12将收集到的频谱检测结果和信道测量结果上报到认知基站11中的认知数据库111；

步骤203，认知基站11中的链路连通概率计算单元112根据认知数据库111中各个认知终端上报的所述频谱检测结果，计算出各段链路的连通概率；

步骤204，认知基站11中的发射功率范围计算单元113根据认知数据库111中的各个认知终端上报的所述信道测量结果，计算出各个终端发送功率的上下限；

步骤205，根据计算出的所述各个终端发送功率的上下限，确认各个终端节点实际可行的发送功率范围，并从中继簇中删除上下限值不合理的终端节点；

步骤206，进行中继选择，从每个中继簇中各自选择出至少一个中继节点，建立起从源节点到目的节点的至少一条中继路由，并分配以具体功率；

步骤207，将中继选择及功率分配的最终决策结果下发给各认知终端，各认知终端根据所述决策结果进行配置和相应的中继处理。

优选地，步骤203中，所述链路连通概率计算单元112根据所述认知数据库111中各个认知终端的频谱检测单元121上报的主用户的频谱占用状况，分析出信道的空闲概率，并结合链路最小容量约束下的中断概率，计算出所述各段链路的连通概率。

优选地，步骤204中，所述发射功率范围计算单元113根据所述认知数据库111中各个认知终端的信道测量单元122上报的链路信道质量，结合中继节点的最小接收功率约束，推算出各个认知终端允许的最小发送功率；结合主用户所允许的最大干扰约束，推算出各个认知终端允许的最大发送功率。

优选地，步骤206中，通过从每个中继簇中各自选择出一个中继节点，建立起从源节点到目的节点的单条中继路由。

优选地，所述单条中继路由的选择具体包括步骤：

步骤301，对于每一段可能的中继链路，根据步骤205确认的所述实际可行的发送功率范围，为中继节点分配其允许的发射功率上限值，并结合步骤201测量时获得的信道质量参数，计算各段链路的信道容量；

步骤302，从系统的网络拓扑结构中找出具有最大容量的系统中继路由，其中整条路由的容量取决于路由上各段中继链路容量中的最小值；

步骤303，根据步骤302中找出的中继路由的容量C，将其他各段的中继容量降低到C并求出对应的节点发射功率；

步骤304，将步骤302中找出的系统路由上各中继节点功率之和与受限总功率Pt进行比较，若小于等于Pt，则说明已经找到最优的中继选择和功率分配方案，算法结束；否则继续执行步骤305，转换中继选择的方法；

步骤305，根据系统的网络拓扑结构构造一个有向图，中继簇与中继簇之间每两个中继节点之间有边相连，边权为其链路增益平方的倒数；通过最短路径算法，求出有向图中源节点到目的节点的最短路径，将最短路径上的各中间节点作为选择的中继节点；

步骤306，将各段链路容量设为已得最短路径的路由容量，计算出各段链路的中继节点发射功率；

步骤307，如果已经选择的中继路由上的各中继节点发射功率在各自的范围之内，算法结束；否则继续执行步骤308；

步骤308，对不满足功率发射范围要求的中继节点，调整其发射功率到发射范围的上限或下限；

步骤309，步骤308中改变了部分中继节点功率，在总发射功率不变的情况下，重新分配其他中继节点功率，使中继链路的容量与链路增益平方之和成反比，并返回到步骤307迭代执行。

优选地，步骤206中，还进一步通过从每个中继簇中各自选择出两个中继节点，建立起从源节点到目的节点的两条中继路由。

优选地，所述两条中继路由的选择借助于所述单条中继路由的选择方法，进一步包括步骤：

步骤401，根据所述单条中继路由的选择方法在受限总功率为Pt/2的约束下找出第一条中继路由的中继节点和功率大小；

步骤402，从所述网络拓扑结构图中将所述第一条中继路由的中继节点删去；

步骤403，以所述第一条中继路由中各中继节点的发射功率为依据计算干扰，修改各中继节点的链路发射功率范围；

步骤404，再次根据所述单条中继路由的选择方法在受限总功率为Pt/2的约束下找出第二条中继路由的中继节点和功率大小。

(三)有益效果

本发明的方案中，在总发射功率一定的约束条件下，考虑了在认知环境下主用户对中继链路的连通性的影响，并且对多跳的中继选择模型进行了深入的研究，无论采用单路由中继还是多路由中继，都能尽可能地最大化系统吞吐量，为中继传输技术在认知无线网络中的应用提供了一种切实可行的解决方案。

附图说明

图1为本发明的系统应用场景示意图；

图2为本发明中联合中继选择与功率分配的系统模块结构示意图；

图3为本发明中联合中继选择与功率分配的方法流程示意图；

图4为本发明中优选的单条中继路由选择方法流程示意图；

图5为本发明中更优的双中继路由选择方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种应用于多跳认知无线网络中的联合中继选择与功率分配的系统及方法，其解决了多跳认知无线网络中的中继选择和功率分配问题，以实现在总发射功率一定的约束前提下尽可能地最大化系统的吞吐量的目标，优化整体系统性能。

如图1所示，本发明的技术方案适用于可实施集中式控制的网络场景中，通过收集各个用户终端上报的频谱检测结果和信道测量结果，同时考虑了链路的连通概率，依据动态规划算法以及最短路径算法等，完成对多跳中继的路由选择以及功率分配。

具体地，本发明中的联合中继选择与功率分配的系统包括：认知基站11以及认知终端12，认知终端在行为上具体可以分为源节点、中继节点和目的节点。该系统的模块结构图如图2所示，其中：

认知基站11包括认知数据库111、链路连通概率计算单元112、发送功率范围计算单元113、以及资源分配决策单元114。

认知终端12包括频谱检测单元121、信道测量单元122、参数配置单元123以及中继解码转发处理单元124。

各模块具体为：

认知数据库111：用于存储本小区内所有认知终端上报的频谱检测结果和信道测量结果，分别为链路连通性约束单元和发送功率约束单元提供接口，并作为其分析计算的数值依据。

链路连通概率计算单元112：根据认知数据库中各个认知终端上报的主用户的频谱占用状况，分析出信道的空闲概率，并且考虑到链路最小容量约束下的中断概率，计算出各段链路的连通概率，为资源分配决策单元提供接口，并作为其决策依据之一。

发射功率范围计算单元113：根据认知数据库中各个认知终端上报的信道质量，并且考虑到中继节点的最小接收功率约束和在漏检情况下主用户所允许的最大干扰约束，确定出各个终端发送功率的上限和下限约束，为资源分配决策单元提供接口，并作为其决策依据之一。

资源分配决策单元114：根据前述两个单元的数据接口，考虑总发送功率限制，依据动态规划算法以及最短路径算法等，实现优化目标，即在满足总发送功率一定的前提下做出尽可能最大化系统吞吐量的资源分配决策，包括中继选择和功率分配等。

频谱检测单元121：用于检测该认知终端所在处主用户对频段占用状况。

信道测量单元122：用于测量该认知终端与其他中继簇里的认知终端之间的链路信道质量。

参数配置单元123：根据认知基站的资源分配决策结果执行终端参数配置功能，对是否参与中继转发以及发送功率等进行配置。

中继解码转发处理单元124：中继簇中被选中的认知终端作为中继节点，对接收到的信号进行解码转发，协助完成数据的中继传输。

采用上述系统进行的联合中继选择与功率分配的方法，在多跳的认知网络中系统执行无线资源分配流程，从各中继簇中选择出中继节点并分配以功率。其中，认知终端首先进行频谱感知和信道测量，然后将上述信息上报到认知数据库，接着资源分配决策单元将根据认知数据库中的信息做出决策，下发决策信息给各认知终端。所述方法的详细时序流程如图3所示：

步骤201：认知终端收到认知基站指示后，利用频谱检测单元对主用户的信号进行频谱检测，利用信道测量单元对不同中继簇不同中继节点之间的信道质量进行测量。

步骤202：终端将收集到的频谱占用信息以及信道质量信息上报到认知基站中的认知数据库。

步骤203：认知基站中的链路连通概率计算单元根据认知数据库中各个认知终端上报的频谱占用信息，分别统计出各自判决的信道空闲概率；考虑到链路最小容量约束下的中断概率和信道的空闲概率，认知基站中的链路连通概率计算单元计算出各条中继链路的连通概率。

步骤204：认知基站中的发射功率范围计算单元根据认知数据库中的各个认知终端上报的链路信道质量测量结果，考虑到中继节点的最小接收功率约束，推算出各个认知终端允许的最小发射功率；考虑到主用户所允许的最大干扰约束，推算出各个认知终端允许的最大发射功率。

步骤205：确定各个节点发射功率的可行上限值和可行下限值，并从中继簇中删除不合理的节点(即上限值小于下限值的终端节点)。

步骤206：进行中继选择，从每个中继簇中各自选择出至少一个中继节点，建立起从源节点到目的节点的至少一条中继路由，并分配以具体功率。

步骤207：将中继选择及功率分配的最终决策信息下发给各认知终端。

此外，结合动态规划和最短路径的思想，本发明一个优选的实施例中简单地解决了总功率受限下最优的中继选择和功率分配的问题，该优选实施例提出了一种单路由的中继选择与功率分配算法，主要应用于上述方法的步骤206中，通过从每个中继簇中各自选择出一个中继节点，建立起从源节点到目的节点的单条中继路由，该算法具体流程如图4所示：

步骤301：对于每一段可能的中继链路，考虑为中继节点分配其允许的发射功率上限值，并结合步骤201测量时获得的信道质量参数，计算各段链路的信道容量。

步骤302：由于整条路由的容量取决于路由上各段中继链路容量中的最小值，故而从网络拓扑结构中找出具有最大容量的系统路由。该步骤优选地可以采用动态规划算法进行。

步骤303：在步骤302中已经找到的中继路由中，其路由的容量C为各段中继链路容量中的最小值，所以可以将其他各段的中继容量降低到C并求出对应的节点发射功率。从而可以在不降低路由容量的基础上，降低中继链路上各个节点的发射功率。

步骤304：比较步骤302中找到的中继路由上各中继节点功率之和与受限的总功率Pt。如果小于Pt，则说明已经找到最优的中继选择和功率分配方案，算法结束。如果超过了Pt则转换中继选择的方法，继续执行步骤305。

步骤305：根据系统场景中各个认知终端的拓扑结构，构造一个有向图，中继簇与中继簇之间每两个中继节点之间有边相连，边权为其链路增益平方的倒数；通过Dijkstra或其他最短路径算法，求出有向图中源节点到目的节点的最短路径，将最短路径上的各中间节点作为选择的中继节点。

步骤306：将各段链路容量设为已得的路由容量，计算出各段链路的中继节点发射功率。

步骤307：如果已经选择的中继路由上的各中继节点发射功率在各自的范围之内，算法结束；如果存在不满足功率发射范围要求的中继节点，则算法继续。

步骤308：对不满足功率发射范围要求的中继节点，调整其发射功率到发射范围的上界或下界。

步骤309：步骤308会改变部分中继节点功率。在总发射功率不变的情况下，重新分配其他中继节点功率，分配的原则为使这部分中继链路的容量相等，即容量与这部分链路增益平方之和成反比，回到步骤307迭代。

更进一步地，本发明中一个更优的实施例中充分利用了单路由的中继选择和功率分配的方法，通过适当地改造，较简单地实现了双路由的中继选择和功率分配。同样应用于上述方法的步骤206中，通过从每个中继簇中各自选择出两个中继节点，建立起从源节点到目的节点的两条中继路由，其具体的算法流程如图5所示：

考虑多路由间的干扰后，中继节点接收信号质量要求提高，提高了发射功率的要求，从而需要修改各中继节点的发射功率范围。由于第二条路径还没有确定，计算干扰时以其余中继节点的最大发射功率作为考虑。

步骤401：采用已描述的单路径中继节点和功率分配发明方法在总功率受限为Pt/2的约束下找出第一径的中继节点和功率大小。

步骤402：本发明中多路由中继是不允许有公共中继节点的，故在寻找第二径前，从拓扑图中将第一径的中继节点删去。

步骤403：修改各中继节点的链路发射功率范围：计算干扰时以第一径中各中继节点的发射功率作为依据。

步骤404：与步骤401相似，采用已描述的单路径中继节点和功率分配发明方法总功率受限为Pt/2的约束下找出第二径的中继节点和功率大小。算法结束。

与现有的技术方案相比，本发明在总发射功率一定的约束条件下，考虑了在认知环境下主用户对中继链路的连通性的影响，并且对多跳的中继选择模型进行了深入的研究，无论采用单路由中继还是多路由中继，都能尽可能地最大化系统吞吐量，为中继传输技术在认知无线网络中的应用提供了一种切实可行的解决方案。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的发明保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种联合中继选择与功率分配的系统，其特征在于，所述系统包括：

通过通信链路进行交互的至少一个认知基站（11）和至少一个认知终端（12）；所述认知基站（11）包括认知数据库（111）、链路连通概率计算单元（112）、发送功率范围计算单元（113）、以及资源分配决策单元（114）；所述认知终端（12）包括频谱检测单元（121）、信道测量单元（122）、参数配置单元（123）以及中继解码转发处理单元（124）；其中，

认知数据库（111），用于存储本小区内所有认知终端上报的频谱检测结果和信道测量结果，并连接至链路连通概率计算单元（112）和发送功率范围计算单元（113），为其提供分析计算的数值依据；

链路连通概率计算单元（112），根据所述认知数据库（111）中各个认知终端上报的所述频谱检测结果，计算出各段链路的连通概率，并连接至资源分配决策单元（114），为其提供决策的依据；

发射功率范围计算单元（113），根据所述认知数据库（111）中各个认知终端上报的所述信道测量结果，计算出各个终端发送功率的上下限，并连接至资源分配决策单元（114），为其提供决策的依据；

资源分配决策单元（114），根据所述链路连通概率计算单元（112）和所述发送功率范围计算单元（113）提供的依据，结合总发送功率限制，依据动态规划算法以及最短路径算法进行中继选择和功率分配的分配决策；

频谱检测单元（121），用于检测本认知终端所在处主用户的频谱占用状况；

信道测量单元（122），用于测量本认知终端与其他中继簇里的认知终端之间的链路信道质量；

参数配置单元（123），根据认知基站的资源分配决策结果执行终端参数配置功能，对本认知终端是否参与中继转发以及相关发送功率进行配置；

中继解码转发处理单元（124），若中继簇中的本认知终端被选中作为中继节点，对接收到的信号进行解码转发，协助完成数据的中继传输。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述链路连通概率计算单元（112）根据所述认知数据库（111）中各个认知终端的所述频谱检测单元（121）上报的所述主用户的频谱占用状况，分析出信道的空闲概率，并结合链路最小容量约束下的中断概率，计算出所述各段链路的连通概率。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射功率范围计算单元（113）根据所述认知数据库（111）中各个认知终端的所述信道测量单元（122）上报的所述链路信道质量，结合中继节点的最小接收功率约束，推算出各个认知终端允许的最小发送功率；结合主用户所允许的最大干扰约束，推算出各个认知终端允许的最大发送功率。

4.一种联合中继选择与功率分配的方法，应用于如权利要求1-3任一所述的系统中，其特征在于，所述方法包括步骤：

步骤201，认知终端（12）收到认知基站（11）指示后，利用频谱检测单元（121）对主用户的信号进行频谱检测，利用信道测量单元（122）对不同中继簇不同中继节点之间的信道质量进行测量；

步骤202，认知终端（12）将收集到的频谱检测结果和信道测量结果上报到认知基站（11）中的认知数据库（111）；

步骤203，认知基站（11）中的链路连通概率计算单元（112）根据认知数据库（111）中各个认知终端上报的所述频谱检测结果，计算出各段链路的连通概率；

步骤204，认知基站（11）中的发射功率范围计算单元（113）根据认知数据库（111）中的各个认知终端上报的所述信道测量结果，计算出各个终端发送功率的上下限；

步骤205，根据计算出的所述各个终端发送功率的上下限，确认各个终端节点实际可行的发送功率范围，并从中继簇中删除上下限值不合理的终端节点；

步骤206，进行中继选择，从每个中继簇中各自选择出至少一个中继节点，建立起从源节点到目的节点的至少一条中继路由，并分配以具体功率；

步骤207，将中继选择及功率分配的最终决策结果下发给各认知终端，各认知终端根据所述决策结果进行配置和相应的中继处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤203中，所述链路连通概率计算单元（112）根据所述认知数据库（111）中各个认知终端的频谱检测单元（121）上报的主用户的频谱占用状况，分析出信道的空闲概率，并结合链路最小容量约束下的中断概率，计算出所述各段链路的连通概率。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤204中，所述发射功率范围计算单元（113）根据所述认知数据库（111）中各个认知终端的信道测量单元（122）上报的链路信道质量，结合中继节点的最小接收功率约束，推算出各个认知终端允许的最小发送功率；结合主用户所允许的最大干扰约束，推算出各个认知终端允许的最大发送功率。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤206中，通过从每个中继簇中各自选择出一个中继节点，建立起从源节点到目的节点的单条中继路由。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述单条中继路由的选择具体包括步骤：

步骤301，对于每一段可能的中继链路，根据步骤205确认的所述实际可行的发送功率范围，为中继节点分配其允许的发射功率上限值，并结合步骤201测量时获得的信道质量参数，计算各段链路的信道容量；

步骤302，从系统的网络拓扑结构中找出具有最大容量的系统中继路由，其中整条路由的容量取决于路由上各段中继链路容量中的最小值；

步骤303，根据步骤302中找出的中继路由的容量C，将其他各段的中继容量降低到C并求出对应的节点发射功率；

步骤304，将步骤302中找出的系统路由上各中继节点功率之和与受限总功率Pt进行比较，若小于等于Pt，则说明已经找到最优的中继选择和功率分配方案，算法结束；否则继续执行步骤305，转换中继选择的方法；

步骤305，根据系统的网络拓扑结构构造一个有向图，中继簇与中继簇之间每两个中继节点之间有边相连，边权为其链路增益平方的倒数；通过最短路径算法，求出有向图中源节点到目的节点的最短路径，将最短路径上的各中间节点作为选择的中继节点；

步骤306，将各段链路容量设为已得的最短路径的路由容量，计算出各段链路的中继节点发射功率；

步骤307，如果已经选择的中继路由上的各中继节点发射功率在各自的范围之内，算法结束；否则继续执行步骤308；

步骤308，对不满足功率发射范围要求的中继节点，调整其发射功率到发射范围的上限或下限；

步骤309，步骤308中改变了部分中继节点功率，在总发射功率不变的情况下，重新分配其他中继节点功率，使中继链路的容量与链路增益平方之和成反比，并返回到步骤307迭代执行。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤206中，还进一步通过从每个中继簇中各自选择出两个中继节点，建立起从源节点到目的节点的两条中继路由。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述两条中继路由的选择借助于所述单条中继路由的选择方法，进一步包括步骤：

步骤401，根据所述单条中继路由的选择方法在受限总功率为实际受限总功率的一半的约束下找出第一条中继路由的中继节点和功率大小；

步骤402，从所述网络拓扑结构图中将所述第一条中继路由的中继节点删去；

步骤403，以所述第一条中继路由中各中继节点的发射功率为依据计算干扰，修改各中继节点的链路发射功率范围；

步骤404，再次根据所述单条中继路由的选择方法在受限总功率为实际受限总功率的一半的约束下找出第二条中继路由的中继节点和功率大小。

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