CN107197497B - 最优中继选择方法和装置 - Google Patents

最优中继选择方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107197497B
CN107197497B CN201710402567.5A CN201710402567A CN107197497B CN 107197497 B CN107197497 B CN 107197497B CN 201710402567 A CN201710402567 A CN 201710402567A CN 107197497 B CN107197497 B CN 107197497B
Authority
CN
China
Prior art keywords
relay
node
relay node
power
optimal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710402567.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107197497A (zh
Inventor
夏洪星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hubei Engineering University
Original Assignee
Hubei Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hubei Engineering University filed Critical Hubei Engineering University
Priority to CN201710402567.5A priority Critical patent/CN107197497B/zh
Publication of CN107197497A publication Critical patent/CN107197497A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107197497B publication Critical patent/CN107197497B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/12—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on transmission quality or channel quality
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/336—Signal-to-interference ratio [SIR] or carrier-to-interference ratio [CIR]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/391—Modelling the propagation channel
    • H04B17/3911—Fading models or fading generators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/40—Monitoring; Testing of relay systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/22—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0473—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being transmission power
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明实施例提供一种最优中继选择方法和装置，应用于无线能量收集型中继传输系统，所述中继传输系统包括源节点目的节点和多个中继节点。其中，该方法包括针对每个中继节点，计算该中继节点上的功率分配系数，根据功率分配系数对中继节点接收到的来自源节点的功率进行分配以使得中继节点进行译码，获取多个中继节点的译码结果，判断译码结果是否正确，若正确，则将该译码结果对应的中继节点保存至集合中，选取集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发。本发明基于中继节点上的功率动态分配实现，能够在保障现有通信系统性能的前提下，有效提高能量利用效率，实现通信系统的绿色化。

Description

最优中继选择方法和装置
技术领域
本发明涉及协作通信技术领域，具体而言，涉及一种最优中继选择方法和装置。
背景技术
经发明人研究发现，现有的无线能量收集型中继网络(Energy HarvestingCooperative Networks，简称EHCN)通常采用Max-Min准则进行中继选择，但是，MaxMin中继选择算法的问题在于，固定的能量收集/信息传输功率分配比可能导致部分中继节点由于信道深度衰落而使译码能量过低，引起源节点S到中继节点R之间的链路中断，进而导致全局的中断概率大幅提高，因此，如何解决这一技术问题成为本领域技术人员的研究热点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种最优中继选择方法和装置，基于动态功率分配实现最优中继的选择，能够有效降低全局中断概率，提高无线能量收集型的中继传输系统的通信性能。
本发明较佳实施例提供一种最优中继选择方法，应用于无线能量收集型的中继传输系统，所述中继传输系统包括源节点、目的节点和多个中继节点，所述方法包括：
针对每个中继节点，计算该中继节点上的功率分配系数；
根据所述功率分配系数对所述中继节点接收到的来自源节点的功率进行分配以使得所述中继节点进行译码；
获取多个所述中继节点的译码结果；
判断所述译码结果是否正确，若正确，则将该译码结果对应的中继节点保存至集合中；
选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发。
进一步地，所述计算该中继节点用于译码功率分配的功率分配系数的步骤包括：
计算所述中继节点上用于信息译码的目标速率V，
根据所述目标速率V计算功率分配系数ρi，
其中，PS为源节点S的发射功率，hi为源节点S到中继节点Ri的瞬时信道增益，为源节点S到中继节点Ri的距离，α为路径损耗指数，为信号处理噪声功率，为中继节点的接收天线噪声功率，τ＝22V-1。
进一步地，所述功率分配系数ρi的取值范围为0<ρi≤1。
进一步地，选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发的步骤包括：
分别计算所述集合中的多个中继节点到目的节点的链路信噪比
将多个所述信噪比进行对比、分析以得到最大信噪比；
选取所述最大信噪比对应的中继节点并设置为最优中继。
进一步地，所述分别计算所述集合中的多个中继节点到目的节点的链路信噪比的步骤可以是：
其中，η为能量转化效率，gi是中继节点Ri和目的节点D之间的信道衰落系数，是目的节点D的天线引入的噪声功率。
本发明较佳实施例还提供一种最优中继选择装置，应用于无线能量收集型的中继传输系统，所述中继传输系统包括源节点、目的节点和多个中继节点，包括：
系数计算模块，用于针对每个中继节点，计算该中继节点上的功率分配系数；
功率分配模块，用于根据所述功率分配系数对所述中继节点接收到的来自源节点的功率进行分配以使得所述中继节点进行译码；
获取模块，用于获取多个所述中继节点的译码结果；
判断模块，用于判断所述译码结果是否正确，若正确，则将该译码结果对应的中继节点保存至集合中；
中继选择模块，用于选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发。
进一步地，所述系数计算模块包括：
速率计算单元，用于计算所述中继节点上用于信息译码的目标速率V，
系数计算单元，用于根据所述目标速率V计算功率分配系数ρi，
其中，PS为源节点S的发射功率，hi为源节点S到中继节点Ri的瞬时信道增益，为源节点S到中继节点Ri的距离，α为路径损耗指数，为信号处理噪声功率，为中继节点的接收天线噪声功率，τ＝22V-1。
进一步地，所述功率分配系数ρi的取值范围为0<ρi≤1。
进一步地，所述中继选择模块包括：
信噪比计算单元，用于分别计算所述集合中的多个中继节点到目的节点的链路信噪比
比较单元，用于将多个所述信噪比进行对比、分析以得到最大信噪比；
选取单元，用于选取所述最大信噪比对应的中继节点并设置为最优中继。
进一步地，所述信噪比可以是：
其中，η为能量转化效率，gi是中继节点Ri和目的节点D之间的信道衰落系数，是目的节点D的天线引入的噪声功率。
本发明实施例提供的最优中继选择方法和装置，应用于无线能量收集型的中继传输系统，该方法基于中继节点功率的动态分配实现最优中继选择，能够有效提高中继传输系统的通信性能和能量利用效率，降低全局中断概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的最优中继选择装置的应用场景示意图。
图2为本发明实施例提供的无线能量收集型的中继传输系统的网络模型。
图3为本发明实施例提供的最优中继选择方法的流程示意图。
图4为采用不同中继选择方法的中继传输系统的通信性能仿真示意图。
图5为本发明实施例提供的最优中继选择装置的方框结构示意图。
图6为图5中所示的系数计算模块的单元结构示意图。
图7为图5中所示的中继选择模块的单元结构示意图。
图标：10-中继传输系统；100-最优中继选择装置；102-系数计算模块；1021-速率计算单元；1023-系数计算单元；104-功率分配模块；106-获取模块；108-判断模块；110-中继选择模块；1101-信噪比计算单元；1103-比较单元；1105-选取单元；200-存储器；300-存储控制器；400-处理器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请参阅图1，为本发明实施例提供的无线能量收集型的中继传输系统10的方框结构示意图。其中，所述中继传输系统10包括最优中继选择装置100、存储器200、存储控制器300以及处理器400。应注意，本发明中所提到的中继传输系统10均为无线能量收集型的携能中继系统。
其中，所述存储器200、存储控制器300、处理器400各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件之间通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述最优中继选择装置100包括至少一个可以软件或固件的形式存储于所述存储器200中或固化在所述中继传输系统10的操作系统中的软件功能模块。所述处理器400在所述存储控制器300的控制下访问所述存储器200，以用于执行所述存储器200中存储的可执行模块，例如所述最优中继选择装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。
请结合参阅图2，在实际实施时，所述无线能量收集型的中继传输系统10包括源节点S、多个中继节点Ri和目的节点D。假设由于信道衰落和阴影的影响，源节点S和目的节点D之间不能直接传输信息，在源节点S和目的节点D之间存在N个能量采集型的中继节点{R1,R2…RN}。假设所有中继节点都没有装备供电设施，仅通过天线采集S发出的信息能量来储备电能。其中，所有节点之间的信道h1,h2…hN和g1,g2…gN服从独立非同分布瑞利衰落。具体地，在本实施例中，所述中继传输系统10满足以下条件：
(1)源节点S和目的节点D之间无直传链路；
(2)中继节点Ri采取DF模式，动态功率分配(DPS)接收机结构，第i个中继节点上的功率分配系数为ρi；
(3)所有信道服从独立非同分布瑞利衰落。
本实施例中，假设完成源节点S到目的节点D的信号传输需要时间T，那么，将整个信号传输过程可以分为第一阶段(S-Ri)和第二阶段(Ri-D)，且在不同的传输阶段涉及到的能量采集方式如下表所示。
第一阶段：源节点S广播信号给所有中继节点Ri，中继Ri将接收信号分为两部分，其中，部分用于将接收信号转发给目的节点D，部分用于信息译码。其中，所述中继节点Ri采用译码转发方式(DF)工作，在第一阶段(时隙)将接收信号上携带的能量中的一部分用于译码，另一部分转化为电能以进行第二阶段的信息转发，且假设每一次传输都用尽所有能量。
第二阶段：中继节点Ri利用第一阶段采集到的能量将接收信号转发给D。其中，中继节点Ri的发送功率为：
其中，η为能量转化效率，则目的节点D从中继节点Ri上接收到的信号为：
其中，gi是Ri和D之间的信道衰落系数，是目的节点D的天线引入的噪声,是重新编码的信号，目的节点D上的信噪比是：
进一步地，基于上述无线能量收集型的中继传输系统10的描述，如图3所示，本发明实施例提供一种可应用于所述中继传输系统10的最优中继选择方法，下面将对图3所示的具体流程进行详细阐述。所应说明的是，本发明所述的最优中继选择方法并不以图3以及以下所述的具体顺序为限制。应当理解，本发明所述的最优中继选择其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。
步骤102，针对每个中继节点，计算该中继节点上的功率分配系数。
在本实施例中，首先应保证中继节点Ri可以正确的译码信息，然后剩余的功率用于能量采集，由此来确定功率分配比ρi的取值。具体地，假设中继节点Ri上用于译码信息的目标速率为V，那么，所述目标速率为V可以表示为：
再根据所述目标速率V计算功率分配系数ρi(功分比)可以得到：
其中，PS为源节点S的发射功率，hi为源节点S到中继节点Ri的瞬时信道增益，为源节点S到中继节点Ri的距离，α为路径损耗指数，为信号处理噪声功率，为中继节点的接收天线噪声功率，τ＝22V-1。
应注意，所述功率分配系数ρi的取值范围为0<ρi≤1，其中，若所述功率分配系数ρi大于1，则ρi按照1进行计算。
步骤104，根据所述功率分配系数对所述中继节点接收到的来自源节点的功率进行分配以使得所述中继节点进行译码。
步骤106，获取多个所述中继节点的译码结果。
本实施例中，在根据所述步骤S102得到所述功率分配系数ρi后，所述中继节点Ri对接收到的来自源节点S的携能信号上的功率进行划分，以使得所述中继节点Ri通过自身接收到的能量进行译码，并在所有中继节点Ri完成译码操作后，将译码结果进行统计、分析。
步骤108，判断所述译码结果是否正确，若正确，则将该译码结果对应的中继节点保存至集合中。
本实施例中，根据所述中继节点Ri的译码结果，将成功译码信源信息的中继节点Ri放入集合U中，该集合U可表示为：
应注意，在进行最优中中继选择时，被选择的中继节点Ri均是能够完成信源信息译码且译码结果正确的中继节点。
步骤110，选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发。
本实施例中，在完成集合U的创建后，需从该集合U中选择出能够使得中继节点Ri到目的节点D的链路瞬时速率最大的中继，具体选择过程如下。
(1)计算所述集合U中的多个中继节点分别对应的信噪比具体地，本实施例中，请结合式(3)和式(5)，计算中继节点Ri上的所述信噪比该信噪比可以表示为：
(2)将所述集合U中的多个中继节点Ri对应的信噪比进行对比、分析以得到最大信噪比，即最优中继对应的信噪比可以表示为：
(3)选取所述最大信噪比对应的中继节点Ri，并设置为最优中继。
应注意，所有中继节点Ri在进行信号传输前，首先广播其前向信道的瞬时信噪比值(如采用TDMA、cdma等方式进行)，并进行比较，所述集合U中信噪比高者即获得信息转发权，其余中继节点保持静默。
需要说明的是，在本实施例中，在完成步骤S108后，如果不再比较前向信噪比而直接让集合U中所有的中继节点Ri同时转发信息给目标节点D也是可以实现的。其中，采用该方案的优点是算法更简单，通信开销小。缺点是对定时同步误差敏感，稳定性差，且能量效率低。
进一步地，基于上述最优中继选择方法的描述，本实施例还给出了在所述中继传输系统10中采用该最优中继选择方法的网络性能仿真结果。其中，在本实施例中，以中断概率Pout为例，所述中断概率Pout可以表示为：
其中，N表示集合U中的中继个数。
具体地，请参阅图4，为采用不同中继选择方案时，所述中继传输系统10中的中断概率性能仿真结果示意图。其中，线型Ⅰ代表本实施例给出的基于动态功率分配的最优中继选择方法，线型Ⅱ代表现有技术中的MaxMin中继选择算法。从图4中可以看出，本实施例给出的基于动态功率分配的最优中继选择方法中，随着源节点发射功率的增大，全局网络中的中断概率Pout显著降低，网络性能改善明显。
进一步地，如图5所示，为本实施例提供的最优中继选择装置100的方框结构示意图，其中，所述最优中继选择装置100包括系数计算模块102、功率分配模块104、获取模块106、判断模块108和中继选择模块110。
所述系数计算模块102，用于针对每个中继节点，计算该中继节点上的功率分配系数。
本实施例中，图3中的步骤S102由所述系数计算模块102执行，具体过程请参考步骤S102，在此不再赘述。可选地，实际实施时，如图6所示，所述系数计算模块102包括速率计算单元1021和系数计算单元1023。
所述速率计算单元1021，用于计算所述中继节点上用于信息译码的目标速率R，
所述系数计算单元1023，用于根据所述目标速率计算功率分配系数ρi，
所述功率分配模块104，用于根据所述功率分配系数对所述中继节点接收到的来自源节点的功率进行分配以使得所述中继节点进行译码。
本实施例中，本实施例中，图3中的步骤S104由所述功率分配模块104执行，具体过程请参考步骤S104，在此不再赘述。
所述获取模块106，用于获取多个所述中继节点的译码结果。
本实施例中，本实施例中，图3中的步骤S106由所述获取模块106执行，具体过程请参考步骤S106，在此不再赘述。
所述判断模块108，用于判断所述译码结果是否正确，若正确，则将该译码结果对应的中继节点保存至集合中。
本实施例中，本实施例中，图3中的步骤S108由所述判断模块108执行，具体过程请参考步骤S108，在此不再赘述。
所述中继选择模块110，用于选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发。
本实施例中，图3中的步骤S110由所述中继选择模块110执行，具体过程请参考步骤S110，在此不再赘述。具体地，如图7所示，所述中继选择模块110包括信噪比计算单元1101、比较单元1103和选取单元1105。
所述信噪比计算单元1101，用于分别计算所述集合中的多个中继节点到目的节点的链路信噪比
所述比较单元1103，用于将多个所述信噪比进行对比、分析以得到最大信噪比。
所述选取单元1105，用于选取所述最大信噪比对应的中继节点并设置为最优中继。
综上所述，本发明提供的最优中继选择方法和装置，应用于无线能量收集型的中继传输系统10，该方法基于中继节点功率的动态分配实现最优中继选择，能够有效提高中继传输系统10的通信性能和能量利用效率，降低全局中断概率。
在本发明的描述中，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其他方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的预设数量个实施例的装置、方法和计算机程序产品可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分。所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或预设数量个用于实现规定的逻辑功能。
也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种最优中继选择方法，应用于无线能量收集型的中继传输系统，所述中继传输系统包括源节点、目的节点和多个中继节点，其特征在于，所述方法包括：
针对每个中继节点，计算该中继节点上的功率分配系数；
根据所述功率分配系数对所述中继节点接收到的来自源节点的功率进行分配以使得所述中继节点进行译码；
获取多个所述中继节点的译码结果；
判断所述译码结果是否正确，若正确，则将该译码结果对应的中继节点保存至集合中；
选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发；
其中，所述计算该中继节点用于译码功率分配的功率分配系数的步骤包括：
计算所述中继节点上用于信息译码的目标速率V，
根据所述目标速率V计算功率分配系数ρi，
其中，为源节点S到中继节点Ri上的信噪比，PS为源节点S的发射功率，hi为源节点S到中继节点Ri的瞬时信道增益，为源节点S到中继节点Ri的距离，α为路径损耗指数，为信号处理噪声功率，为中继节点的接收天线噪声功率，τ＝22V-1。
2.根据权利要求1所述的最优中继选择方法，其特征在于，所述功率分配系数ρi的取值范围为0<ρi≤1。
3.根据权利要求1所述的最优中继选择方法，其特征在于，选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发的步骤包括：
分别计算所述集合中的多个中继节点到目的节点的链路信噪比
将多个所述信噪比进行对比、分析以得到最大信噪比；
选取所述最大信噪比对应的中继节点并设置为最优中继。
4.根据权利要求3所述的最优中继选择方法，其特征在于，所述分别计算所述集合中的多个中继节点到目的节点的链路信噪比的步骤可以是：
其中，η为能量转化效率，gi是中继节点Ri和目的节点D之间的信道衰落系数，是目的节点D的天线引入的噪声功率，ρi为功率分配系数，为源节点S到中继节点Ri的距离，为中继节点Ri到目的节点D的距离，α为路径损耗指数。
5.一种最优中继选择装置，应用于无线能量收集型的中继传输系统，所述中继传输系统包括源节点、目的节点和多个中继节点，其特征在于，包括：
系数计算模块，用于针对每个中继节点，计算该中继节点上的功率分配系数；
功率分配模块，用于根据所述功率分配系数对所述中继节点接收到的来自源节点的功率进行分配以使得所述中继节点进行译码；
获取模块，用于获取多个所述中继节点的译码结果；
判断模块，用于判断所述译码结果是否正确，若正确，则将该译码结果对应的中继节点保存至集合中；
中继选择模块，用于选取所述集合中的中继节点到目的节点的链路信噪比最大的中继节点作为最优中继以进行信息转发；
其中，所述系数计算模块包括：
速率计算单元，用于计算所述中继节点上用于信息译码的目标速率V，
系数计算单元，用于根据所述目标速率V计算功率分配系数ρi，
其中，表示源节点S到中继节点Ri上的信噪比，PS为源节点S的发射功率，hi为源节点S到中继节点Ri的瞬时信道增益，为源节点S到中继节点Ri的距离，α为路径损耗指数，为信号处理噪声功率，为中继节点的接收天线噪声功率，τ＝22V-1。
6.根据权利要求5所述的最优中继选择装置，其特征在于，所述功率分配系数ρi的取值范围为0<ρi≤1。
7.根据权利要求5所述的最优中继选择装置，其特征在于，所述中继选择模块包括：
信噪比计算单元，用于分别计算所述集合中的多个中继节点到目的节点的链路信噪比
比较单元，用于将多个所述信噪比进行对比、分析以得到最大信噪比；
选取单元，用于选取所述最大信噪比对应的中继节点并设置为最优中继。
8.根据权利要求7所述的最优中继选择装置，其特征在于，所述信噪比可以是：
其中，η为能量转化效率，gi是中继节点Ri和目的节点D之间的信道衰落系数，是目的节点D的天线引入的噪声功率，ρi为功率分配系数，为源节点S到中继节点Ri的距离，为中继节点Ri到目的节点D的距离，α为路径损耗指数。
CN201710402567.5A 2017-06-01 2017-06-01 最优中继选择方法和装置 Active CN107197497B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710402567.5A CN107197497B (zh) 2017-06-01 2017-06-01 最优中继选择方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710402567.5A CN107197497B (zh) 2017-06-01 2017-06-01 最优中继选择方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107197497A CN107197497A (zh) 2017-09-22
CN107197497B true CN107197497B (zh) 2019-07-23

Family

ID=59877653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710402567.5A Active CN107197497B (zh) 2017-06-01 2017-06-01 最优中继选择方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107197497B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107995680B (zh) * 2017-12-11 2020-10-30 天津工业大学 带有干扰能量收集的swipt中继功率分割系数调整方法
CN108600991B (zh) * 2018-05-03 2019-08-02 南通大学 车联网协作通信系统、路边单元的功率分配方法及系统
CN108924792A (zh) * 2018-07-20 2018-11-30 沈阳航空航天大学 一种减小数据传输能耗的最优停止中继选择方法
CN110475310B (zh) * 2019-09-27 2022-11-08 重庆邮电大学 一种基于arq的无线能量收集网络选择协作传输方法
CN111182606B (zh) * 2020-01-14 2021-03-30 广东工业大学 基于无线携能的中继传输控制方法、装置、终端及介质
CN112737656A (zh) * 2020-12-16 2021-04-30 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学 基于非正交多址技术的中继网络绿色安全传输方法及系统
CN112911589B (zh) * 2021-01-12 2022-09-06 西安电子科技大学 联合中继传输和中继干扰的物理层安全传输方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104936251A (zh) * 2015-04-28 2015-09-23 广西师范大学 一种基于最优功率分配的安全协作中继选择方法和系统
CN105591678A (zh) * 2015-12-23 2016-05-18 山东大学 一种基于系统频谱效率的多用户多中继选择方法
CN105610485A (zh) * 2015-12-21 2016-05-25 东南大学 一种无线中继通信系统携能传输方法
CN106332259A (zh) * 2016-10-11 2017-01-11 西北工业大学 一种双向中继网络增加安全能量效率的最优功率分配方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104936251A (zh) * 2015-04-28 2015-09-23 广西师范大学 一种基于最优功率分配的安全协作中继选择方法和系统
CN105610485A (zh) * 2015-12-21 2016-05-25 东南大学 一种无线中继通信系统携能传输方法
CN105591678A (zh) * 2015-12-23 2016-05-18 山东大学 一种基于系统频谱效率的多用户多中继选择方法
CN106332259A (zh) * 2016-10-11 2017-01-11 西北工业大学 一种双向中继网络增加安全能量效率的最优功率分配方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107197497A (zh) 2017-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107197497B (zh) 最优中继选择方法和装置
CN105610485B (zh) 一种无线中继通信系统携能传输方法
CN110461034B (zh) 一种基于能量收集多信源中继协作通信系统的功率分割因子优化方法
CN107317618B (zh) 速率自适应功率分离中继方法
CN105722179B (zh) 一种协作中继系统信息吞吐量最大化的无线能量传输方法
CN109714806A (zh) 一种非正交多址接入的无线供电中继网络优化方法
Dai et al. An adaptive cooperation communication strategy for enhanced opportunistic spectrum access in cognitive radios
WO2019210648A1 (zh) 一种基于非线性能量收集的swipt系统自适应时隙信号接收方法
CN108521666A (zh) 一种基于非线性能量采集模型的多中继系统动态功率分配方法
CN109982439B (zh) 基于蜂窝网络的d2d通信系统的信道资源分配方法
US9118362B2 (en) System for selecting transmission mode under multi-input multi-output based on scheduling number and method thereof
CN108777857A (zh) 一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法及系统
CN110278019B (zh) 基于自干扰最小化准则的全双工能量采集中继传输方法
CN106559127B (zh) 一种基于中继的双向通信方法及设备
CN108551383B (zh) 一种基于机器学习的能量采集中继系统自适应调制方法
CN110446169A (zh) 基于量化映射转发连续中继的协作广播系统及广播方法
CN101808328A (zh) 一种半分布式中继节点分配方法
CN106233639B (zh) 数据传输方法及装置
CN110896323B (zh) 一种联合中继与天线选择的新方法及系统
CN105898702B (zh) 基于稀疏编码多址接入技术的数据传输方法、基站及系统
CN110730025B (zh) 一种适用于携能非正交多址通信系统的增量中继方法
CN102281087B (zh) 通信方法、载波调度方法、基站和终端
CN108768470A (zh) 一种反馈受限下中继协同通信系统信息传输方法
Joda et al. Delay-limited source and channel coding of quasi-stationary sources over block fading channels: Design and scaling laws
CN111510988B (zh) 一种基于非正交多址的中继共享网络用户选择方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant