CN103402237A - 单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，针对“中断最优”最优公平选择策略不能保证较大的系统吞吐量的缺点，本发明首先在目的节点上为每个中继设置独立的转发次数计数器；之后选出信道容量高于中断容量的中继进入待选集合；然后从待选集合中选择转发次数较少的中继进入优选集合，再从优选集合中选择信道质量最优的中继进行转发；每个中继每转发一次其转发次数计数器增加一次；在每个协作周期中重复上述步骤至所有协作周期完成。本发明在选择中继时综合考虑信道质量和公平性，在保证高公平性的基础上提升了系统吞吐量，具有很好的效果。

Description

单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法

技术领域

本发明涉及协作无线通信技术领域，特别涉及一种单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法。

背景技术

在无线通信网络中，衰落、多径和节点的移动导致通信环境较差。而随着无线网络用户逐渐增多、业务逐渐丰富，较高的传输速率和通信质量成为了迫在眉睫的需求。基于对于高传输速率的强烈的诉求，研究者们提出了协作通信中协作分集的概念，利用分集的方法对抗无线通信系统中的衰落特征，从而改善通信质量。

在协作通信中，源与中继的协作方式是影响系统性能的关键。而在文献Bletsas A,Shin H,Win M Z,“Cooperative communications with outage-optimalopportunistic relaying”，Wireless Communications,IEEE Transactions on,2007,6(9):3450-3460中，作者提出了基于信道瞬时信息的“机会中继选择”（OpportunisticRelay Selection,ORS）策略，在中断性能和信道质量上有优异的表现。但是因为总是优选瞬时链路质量好的中继，ORS策略会导致严重的中继公平性问题，极大的影响无线通信网络的网络寿命。基于此，文献Li Y B,Wang H M,Yin Q Y,etal，“Fair relay selection in decode-and-forward cooperation based on outagepriority”，Science China Information Sciences,2013，56(6):1-10对中继公平性提出了改进方案。但是，文献中提出的“中断优先”最优公平选择策略偏重于保证中继选择的公平性而忽略了链路信道质量的好坏，导致系统吞吐量和通信质量并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提出一种单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，该方法能够在保证中继选择公平性的前提下，提高系统的吞吐量。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

步骤一：在目的节点上为系统中的每个中继设置用于统计协作通信中该中继参与次数的转发次数计数器，并设置每个中继的转发次数计数器的初值均为零；

步骤二：协作周期开始，在源节点广播数据后，观察所有链路的信道质量，选出信道容量大于中断容量的中继，组成待选集合C(s)；

步骤三：待选集合C(s)中的中继通知目的节点，从待选集合C(s)中选出若干中继，组成优选集合C1(s)，从优选集合C1(s)中选出信道质量最好的一个中继作为中间节点参与协作通信，即完成了该协作周期中对中继的选择；

步骤四：当目的节点接收到被选出的中继转发的数据后，增加该中继的转发次数计数器的值；

步骤五：当每个新的协作周期开始时，均重复步骤二至步骤四，完成各个协作周期中对中继的选择，直至所有协作周期完成、目的节点停止接收数据为止。

所述的步骤二中的待选集合C(s)具体如式（1）所示，

C(s):min(γ_si,γ_id)≥u     (1)

其中，γ_si为源节点到中继节点的信道质量，γ_id为中继节点到目的节点的信道质量，u为与C_out相关的发生中断的信噪比门限，C_out为系统中预设的中断容量，C_out=0.5log(1+u)。

所述的步骤三中从优选集合C1(s)中选出信道质量最好的一个中继作为中间节点的选取准则如式（4）所示，

$i=\arg {\max }_{j\∈\mathrm{Cl}\left(s\right)}\left\{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}\right\}---\left(4\right)$

其中i为选中的中间节点，

为选取第j个中继作为中间节点时的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时源节点到中间节点的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时中间节点到目的节点的信道质量。

所述的步骤三中从待选集合C(s)中选出若干中继组成优选集合C1(s)的选取准则如式（3）所示，

C1(s):cnt_m=cnt_min    (3)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，m∈{1,…,M}，M为系统中的中继总个数。

所述的步骤三中从待选集合C(s)中选出若干中继组成优选集合C1(s)的选取准则如式（6）所示，

C1(s):cnt_m≤cnt_min+c_BLC    (6)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，m∈{1,…,M}，M为系统中的中继总个数，c_BLC为电池余电控制系数，c_BLC=Nα，N为系统的总协作次数，α为比例系数，取值范围在[0,1]之间。

所述的步骤三中从待选集合C(s)中选出若干中继组成优选集合C1(s)的选取准则如式（8）所示，

C1(s):cnt_m≤cnt_min+c_BLC’    (8)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，m∈{1,…,M}，M为系统中的中继总个数，c_BLC’为带有公平性负反馈的电池余电控制系数，

c_BLC’=NF_rt ¹⁰    (9)

其中，N为的系统总协作次数，F_rt为系统的实时公平性因子，取值范围在[0,1]之间，F_rt由式（10）确定：

$F_{\mathrm{rt}}=-{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^M\stackrel{\‾}{P_k}\frac{\log \left(\stackrel{\‾}{P_k}\right)}{\log \left(M\right)}---\left(10\right)$

其中，M为系统中的中继总个数，

为第k个中继占系统中全部中继的选择比例，且 ${\mathrm{\Σ}}_{k=1}^M\stackrel{\‾}{P_k}=1.$

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明针对“中断最优”最优公平选择策略不能保证较大的系统吞吐量的缺点，提出一种单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，在选择中继时综合考虑信道质量和公平性，在保证高公平性的基础上提升了系统吞吐量。本发明中为每个中继设置独立的转发次数计数器，以此统计每个中继的转发次数，并以转发次数作为衡量公平性的指标，每个中继每参加一次协作其转发次数计数器的值增加一次。在每个通信周期中，本发明总是先选出信道容量高于中断容量的中继进入待选集合，保证了待选集合中的每个中继都能完成通信任务；然后从待选集合中选择若干中继进入优选集合，优选集合中的中继的转发次数少于其他未被选入优选集合中的中继的转发次数，保证了公平性；最后从优选集合中选出信道质量最优的中继作为中间节点转发数据，提升了系统吞吐量。在每个通信周期中的不断重复上述步骤，在不断完成对中继的选择的同时最终完成系统的全部通信工作。因此本发明能够同时保证通信系统中的公平性和吞吐量，具有很好的效果。

进一步的，本发明综合考虑用户对吞吐量和公平性的需求，对于不同的公平性需求采用三种不同的方案提升系统吞吐量。第一种方案（优选集合C1(s)的选取准则如式（3）所示）适用于用户要求具有最佳公平性，在最佳公平性的基础上提高系统吞吐量。第二种方案（优选集合C1(s)的选取准则如式（6）所示）适用于用户并不要求最佳的公平性，用户的需求是在保证高公平性的基础上尽量提高吞吐量，使得用户有较为舒适的网络环境；第二种方案的改进和特点在于适当放宽优选集合C1(s)的选取准则，保证更多的中继进入优选集合C1(s)，从而提高系统吞吐量，同时引入电池余电控制系数控制中继选择的公平性，这样就能够同时保证公平性与吞吐量。第三种方案（优选集合C1(s)的选取准则如式（8）所示）引入实时公平性因子F_rt，利用实时公平性因子根据当前系统公平性状况自动调节优选集合的大小，构成基于系统实时公平性因子的负反馈系统，当系统实时公平性较差时，系统实时公平性因子变小，使得中继进入待选集合的概率降低，系统保证公平性的能力很强；而当系统实时公平性很好时，系统选择信道质量好的中继作为中间节点的概率增大，能够保证吞吐量。

附图说明

图1是本发明的总体流程图；

图2是本发明的仿真实验模型示意图；

图3是不同方法下模拟的信道各态历经容量对比图，其中a为文献中提出的方法，b、c和d分别表示本发明所提出的第一种方案、第二种方案和第三种方案；

图4是不同方法下模拟的公平性对比图，其中a为文献中提出的方法，b、c和d分别表示本发明所提出的第一种方案、第二种方案和第三种方案。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

如图1所示，本发明提供的单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，包括以下步骤：

步骤一：在目的节点上为系统中的每个中继设置用于统计协作通信中该中继参与次数的转发次数计数器，并设置每个中继的转发次数计数器的初值均为零，即对第m个中继(m∈{1,…,M})，设置cnt_m=0，其中cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，M为系统中的中继总个数；

步骤二：协作周期开始，在源节点广播数据后，观察所有链路的信道质量，选出信道容量大于中断容量的中继，组成待选集合C(s)；

C(s):min(γ_si,γ_id)≥u    (1)

其中，γ_si为源节点到中继节点的信道质量，γ_id为中继节点到目的节点的信道质量，u为与C_out相关的发生中断的信噪比门限，C_out为系统中预设的中断容量。

C_out=0.5log(1+u)    (2)

步骤三：

采用以下三种方案中的一种：

第一种方案：适用于用户要求最佳公平性的情况，在最佳公平性的基础上提高系统吞吐量，具体步骤为，

待选集合C(s)中的中继通知目的节点，从待选集合C(s)中选出转发次数计数器值最小的中继，组成优选集合C1(s)，

C1(s):cnt_m=cnt_min    (3)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值。由于可能存在多个中继的转发次数计数器的值并列最小的情况，则此时优选集合C1(s)中包含转发次数计数器的值并列最小的多个中继，否则优选集合C1(s)中只包含转发次数计数器的值最小的那一个中继。

然后从优选集合C1(s)中选出一个中继作为中间节点，达到选出的中继在整个链路上信道质量更优的目的，因此从C1(s)中选出信道质量最好的一个中继作为中间节点参与协作通信，选取准则如下；

$i=\arg {\max }_{j\∈\mathrm{Cl}\left(s\right)}\left\{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}\right\}---\left(4\right)$

式（4）中

满足

${\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}=\min \{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{\text{j}}},{\mathrm{\γ}}_{r_{j}d}\}---\left(5\right)$

其中i为选中的中间节点，

为选取第j个中继作为中间节点时的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时源节点到中间节点的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时中间节点到目的节点的信道质量。式（4）表示i取

的最大值，即表示选中的中间节点i就是优选集合C1（s）中的所有中继中信道质量最好的那个中继。

第二种方案：适用于用户要求高公平性的同时要求较高的吞吐量的情况，因为在实际应用时，用户并不一定要求最佳的公平性，用户的需求是在保证高公平性的基础上尽量提高吞吐量，使得用户有较为舒适的网络环境。基于这种考虑，第二种方案能够很好的发挥作用。第二种方案的改进和特点在于适当放宽优选集合C1(s)的选取准则，保证更多的中继进入优选集合C1(s)，从而提高系统吞吐量，同时引入电池余电控制系数控制中继选择的公平性。这样就能够同时保证公平性与吞吐量。其具体步骤为，

待选集合C(s)中的中继通知目的节点，从待选集合C(s)中选出若干中继，组成优选集合C1(s)，具体选取准则如下：

C1(s):cnt_m≤cnt_min+c_BLC    (6)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，c_BLC为电池余电控制系数，表示为

c_BLC=Nα    (7)

其中N为系统的总协作次数，α为比例系数，取值范围在[0,1]之间。比例系数α控制进入优选集合C1(s)的中继个数。α取值较大，则进入优选集合C1(s)的中继个数较大，吞吐量很大，可能导致公平性变差；α取值较小，则进入优选集合C1(s)的中继个数较小。公平性非常好，吞吐量相对变小。一个合适的α的取值能够同时满足公平性和吞吐量。

然后从优选集合C1(s)中选出一个中继作为中间节点，达到选出的中继在整个链路上信道质量更优的目的，因此从C1(s)中选出信道质量最好的一个中继作为中间节点参与协作通信，选取准则如下；

$i=\arg {\max }_{j\∈\mathrm{Cl}\left(s\right)}\left\{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}\right\}---\left(4\right)$

式（4）中

满足

${\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}=\min \{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{\text{j}}},{\mathrm{\γ}}_{r_{j}d}\}---\left(5\right)$

其中i为选中的中间节点，

为选取第j个中继作为中间节点时的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时源节点到中间节点的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时中间节点到目的节点的信道质量。

第三种方案：适用于用户要求高公平性和较高的吞吐量，而且要求适应系统的动态变化的情况。第二种方案可以人工调节α的大小以得到非常好的公平性和吞吐量，但是时间成本太高，而且无法适应系统的动态变化。而第三种方案通过引进系统的实时公平性因子进行反馈，使得带有公平性负反馈的电池余电控制系数自适应变化，成功得解决了这一问题。其具体步骤为：

待选集合C(s)中的中继通知目的节点，从待选集合C(s)中选出若干中继，组成优选集合C1(s)。具体选取准则如下：

C1(s):cnt_m≤cnt_min+c_BLC’    (8)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，c_BLC’为带有公平性负反馈的电池余电控制系数，表示为

c_BLC’=NF_rt ¹⁰     (9)

其中，N为系统的总协作次数，F_rt为系统的实时公平性因子，取值范围在[0,1]之间，由下式确定：

$F_{\mathrm{rt}}=-{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^M\stackrel{\‾}{P_k}\frac{\log \left(\stackrel{\‾}{P_k}\right)}{\log \left(M\right)}---\left(10\right)$

其中，M为系统中的中继总个数，

为第k个中继占系统中全部中继的选择比例，且 ${\mathrm{\Σ}}_{k=1}^M\stackrel{\‾}{P_k}=1.$

随着时间的变化及发射信噪比SNR的变化，系统的实时公平性也在变化。第三种方案中引入了实时公平性因子F_rt，构成了一个基于系统的实时公平性因子的负反馈系统。当系统的实时公平性较差时，系统的实时公平性因子变小，那么带有公平性负反馈的电池余电控制系数也变小，使得中继进入优选集合的概率降低，系统保证公平性的能力很强；而当系统的实时公平性很好时，系统选择信道质量好的中继作为中间节点的概率增大，能够保证吞吐量。

然后从优选集合C1(s)中选出一个中继作为中间节点，达到选出的中继在整个链路上信道质量更优的目的，因此从C1(s)中选出信道质量最好的一个中继作为中间节点参与协作通信，选取准则如下；

$i=\arg {\max }_{j\∈\mathrm{Cl}\left(s\right)}\left\{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}\right\}---\left(4\right)$

式（4）中

满足

${\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}=\min \{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{\text{j}}},{\mathrm{\γ}}_{r_{j}d}\}---\left(5\right)$

其中i为选中的中间节点，

为选取第j个中继作为中间节点时的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时源节点到中间节点的信道质量，为选取第j个中继作为中间节点时中间节点到目的节点的信道质量。

步骤四：当目的节点接收到被选出的中继转发的数据后，增加该中继的转发次数计数器的值；

步骤五：当每个新的协作周期开始时，均重复步骤二至步骤四，直至所有协作周期完成、目的节点停止接收数据为止，此时即完成了对单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继的选择。

本发明根据用户的实际需要与客观条件提出了中继选择方法，包含三种具体方案，三种方案仅在步骤三中的优选集合C1(s)的选取准则上不同。相对于“中断优先”最优公平选择策略，第一种方案在保证最佳公平性的条件下，通过选择信道状态更优的中继提高了源节点到目的节点的信道质量。而在不要求中继节点的绝对公平的情况下，第二种方案在保证高公平性条件下，通过引入电池余电控制系数增大中继进入优选集合的概率，更进一步提高了系统吞吐量。但是考虑到第二种方案很难找到系统吞吐量和公平性的平衡点、无法适应系统的动态变化，第三种方案引入了实时公平性因子这一反馈机制自适应地控制系统吞吐量和公平性，一方面能够兼顾吞吐量和公平性；另一方面减少了系统实现的人工成本和时间成本。

进行图2所示的仿真实验，其实施的硬件环境为Intel Q8400，4GB内存的计算机，运行的软件环境为windows7操作系统和MatLab2009b。在MatLab的平台上实现本发明提出的方法。信道为服从瑞利分布的慢平坦衰落信道，其统计出的信道质量在相应的虚线上给出。仿真实验采用蒙特卡洛仿真，频谱效率R=1bit/s/HZ，源和中继的发射功率相同。图2中S表示源节点，D表示目的节点，R₁、R₂、R₃分别为三个不同的中继，R₁的γ_si为0.2、γ_id为0.3，R₂的γ_si为0.7、γ_id为0.5，R₃的γ_si为1.0、γ_id为0.8。

图3和图4是本发明提出的三种方案与文献Li Y B,Wang H M,Yin Q Y,etal.，“Fair relay selection in decode-and-forward cooperation based on outagepriority”，Science China Information Sciences,2013，56(6):1-10中提出的方法在相同条件下（使用图2中的模型）仿真得到的信道各态历经容量对比图和公平性对比图。其中a为文献中提出的方法，b、c和d分别表示本发明所提出的第一种方案、第二种方案和第三种方案，且第二种方案的参数α设置为0.1。

从各态历经容量的对比图中可以看出，本发明提供的第一种方案明显优于文献所提出的方法，第二种方案在第一种方案的基础上容量又有所提升。第三种方案在低信噪比下与第二种方案的效果几乎一致。这是因为将α设置为0.1，采纳第二种方案时系统非常倾向于保证公平性，因而容量提升较小；而对于第三种方案，在低信噪比区段系统实时公平性较差，使得电池余电控制系数非常小，因而系统的容量提升也不多，与第二种方案基本相同。而在高信噪比下，系统实时公平性较好，电池余电控制系数较大，优选集合也比较大，系统有很大概率选出具有更好信道状态的中继，系统容量有所提升。

从公平性的对比图可以看出，本发明提供的第一种方案与文献的效果完全相同，达到了最高公平性。而第二种方案的公平性有一定的下降，但是下降幅度非常小，保证了高公平性。第三种方案在低信噪比时的公平性与第一种方案完全相同，达到了最高公平性，而在高信噪比时牺牲了一部分公平性以提升容量，公平性有一定的下降，但是下降幅度非常小。

综合上面两个指标来看，本发明提供的第一种方案在保证最高公平性不变的基础上提升了信道容量，从而提升了吞吐量。第二种方案在保证高公平性的基础上更进一步的提升了信道容量。第三种方案在第二种方案的基础上信道容量得到了提升，牺牲了一部分公平性，但是依然保证了高公平性。第三种方案相对第二种方案最大的优点在于通过实时公平性因子自适应的控制系统的信道容量和公平性，避免了第二种方案中对于α的人工调节，节省了人工成本和时间成本。

通过对比发现：采用本发明的方法后，通信链路的公平性很高，同时吞吐量有了很大的提升，并且第三种方案能够自适应系统的动态变化，应用起来非常方便；综合来看，本发明对单源多中继协作通信系统中的公平性问题和吞吐量具有良好的性能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在目的节点上为系统中的每个中继设置用于统计协作通信中该中继参与次数的转发次数计数器，并设置每个中继的转发次数计数器的初值均为零；

步骤二：协作周期开始，在源节点广播数据后，观察所有链路的信道质量，选出信道容量大于中断容量的中继，组成待选集合C(s)；

步骤三：待选集合C(s)中的中继通知目的节点，从待选集合C(s)中选出若干中继，组成优选集合C1(s)，从优选集合C1(s)中选出信道质量最好的一个中继作为中间节点参与协作通信，即完成了该协作周期中对中继的选择；

步骤四：当目的节点接收到被选出的中继转发的数据后，增加该中继的转发次数计数器的值；

步骤五：当每个新的协作周期开始时，均重复步骤二至步骤四，完成各个协作周期中对中继的选择，直至所有协作周期完成、目的节点停止接收数据为止。

2.根据权利要求1所述的单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，其特征在于：所述的步骤二中的待选集合C(s)具体如式（1）所示，

C(s):min(γ_si,γ_id)≥u    (1)

其中，γ_si为源节点到中继节点的信道质量，γ_id为中继节点到目的节点的信道质量，u为与C_out相关的发生中断的信噪比门限，C_out为系统中预设的中断容量，C_out=0.5log(1+u)。

3.根据权利要求1所述的单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，其特征在于：所述的步骤三中从优选集合C1(s)中选出信道质量最好的一个中继作为中间节点的选取准则如式（4）所示，

$i=\arg {\max }_{j\∈\mathrm{Cl}\left(s\right)}\left\{{\mathrm{\γ}}_{{\mathrm{sr}}_{j}d}\right\}---\left(4\right)$

其中i为选中的中间节点，

为选取第j个中继作为中间节点时的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时源节点到中间节点的信道质量，

为选取第j个中继作为中间节点时中间节点到目的节点的信道质量。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，其特征在于：所述的步骤三中从待选集合C(s)中选出若干中继组成优选集合C1(s)的选取准则如式（3）所示，

C1(s):cnt_m=cnt_min    (3)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，m∈{1,…,M}，M为系统中的中继总个数。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，其特征在于：所述的步骤三中从待选集合C(s)中选出若干中继组成优选集合C1(s)的选取准则如式（6）所示，

C1(s):cnt_m≤cnt_min+c_BLC    (6)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，m∈{1,…,M}，M为系统中的中继总个数，c_BLC为电池余电控制系数，c_BLC=Nα，N为系统的总协作次数，α为比例系数，取值范围在[0,1]之间。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的单源多中继协作通信系统中基于中断优先的中继选择方法，其特征在于：所述的步骤三中从待选集合C(s)中选出若干中继组成优选集合C1(s)的选取准则如式（8）所示，

C1(s):cnt_m≤cnt_min+c_BLC’    (8)

其中，cnt_min为待选集合C(s)中各中继的转发次数计数器的最小值，cnt_m为第m个中继的转发次数计数器的值，m∈{1,…,M}，M为系统中的中继总个数，c_BLC’为带有公平性负反馈的电池余电控制系数，

c_BLC’=NF_rt ¹⁰    (9)

其中，N为的系统总协作次数，F_rt为系统的实时公平性因子，取值范围在[0,1]之间，F_rt由式（10）确定：

$F_{\mathrm{rt}}=-{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^M\stackrel{\‾}{P_k}\frac{\log \left(\stackrel{\‾}{P_k}\right)}{\log \left(M\right)}---\left(10\right)$

其中，M为系统中的中继总个数，

为第k个中继占系统中全部中继的选择比例，且 ${\mathrm{\Σ}}_{k=1}^M{\stackrel{\‾}{P}}_k=1.$

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