CN117241335A - 数据传输方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供一种数据传输方法、装置、设备及存储介质,涉及无线通信技术领域。在本公开的一些实施例中,根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输;本公开根据候选中继节点的节点信息,选择合适的目标中继节点进行通信,提升中继协作通信过程中的数据传输效率。
Description
技术领域
本公开涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种数据传输方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着智能汽车、智能家居等无线网络连接数的不断增长,终端用户对高速率、大容量通信需求和也越来越强,尤其是上行传输和D2D(Device-to-Device,终端直通)场景。已有研究表明,通过中继协作,可以有效提高传输速率,降低能源消耗,达到绿色高效通信的目的。
目前,使用中继协作进行数据传输的过程中,当移动终端发射功率不足、传输距离较远等情况时,无法获得较高的数据传输速率。
发明内容
本公开提供一种数据传输方法、装置、设备及存储介质,以至少解决现有中继协作通信过程中数据传输速率较低的问题。
本公开的技术方案如下:
本公开实施例提供一种数据传输方法,包括:
根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;
通过区块链网络广播协作请求,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到所述协作请求后返回各自的节点信息;
接收所述多个所述候选中继节点返回的各自的节点信息;
根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点;
向所述目标中继节点发送数据传输请求,以供所述目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
本公开实施例还提供一种数据传输方法,包括:
在监听到源节点通过区块链网络发送的协作请求后,向所述源节点发送中继节点的节点信息,以供所述源节点根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,所述传输时隙数为所述源节点根据当前待传输数据量计算得到的,所述中继节点为所述目标中继节点中的任意一个节点;
接收所述源节点发送的数据传输请求;
根据所述数据传输请求,按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
本公开实施例还提供一种数据传输装置,包括:
确定模块,用于根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;
广播模块,用于通过区块链网络广播协作请求,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到所述协作请求后返回各自的节点信息;
接收模块,用于接收所述多个所述候选中继节点返回的各自的节点信息;
选择模块,用于根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点;
发送模块,用于向所述目标中继节点发送数据传输请求,以供所述目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
本公开实施例还提供一种数据传输装置,包括:
请求监听模块,用于在监听到源节点通过区块链网络发送的协作请求后,向所述源节点发送中继节点的节点信息,以供所述源节点根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,所述传输时隙数为所述源节点根据当前待传输数据量计算得到的,所述中继节点为所述目标中继节点中的任意一个节点;
请求接收模块,用于接收所述源节点发送的数据传输请求;
数据传输模块,用于根据所述数据传输请求,按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
本公开实施例还提供一种电子设备,包括:
处理器;
用于存储所述处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现上述的方法中的各步骤。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法中的各步骤。
本公开实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,所述计算机程序/指令被处理器执行时实现上述的方法中的各步骤。
本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果:
在本公开的一些实施例中,根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输;本公开根据候选中继节点的节点信息,选择合适的目标中继节点进行通信,提升中继协作通信过程中的数据传输效率。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理,并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开示例性实施例提供的一种数据传输方法的流程示意图;
图2为本公开示例性实施例提供的另一种数据传输方法的流程示意图;
图3为本公开示例性实施例提供的一种放大转发模型的示意图;
图4为本公开示例性实施例提供的一种中继协作传输模型的示意图;
图5为本公开示例性实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图;
图6为本公开示例性实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图;
图7为本公开示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图8为本公开示例性实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案,下面将结合附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是,本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是,本公开所涉及的用户信息包括但不限于:用户设备信息和用户个人信息;本公开中的用户信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理,均符合相关法律法规的规定,且不违背公序良俗。
万物互联时代下,随着智能汽车、智能家居等终端连接数的不断增长,对高速率、大容量、低延时通信的需求也越来越强。通过终端节点之间的中继协作通信,可以有效提升传输速率,达到节能减排、绿色通信的目的。然而,充当中继节点的终端在协作通信过程中,需要付出能耗代价,且分布式终端之间信任关系较弱。如何保证中继网络协作通信的有效性、可靠性和安全性,通过经济手段激励终端参与协作成为急需解决的问题。
区块链作为一种去中心化的分布式账本数据库,克服了价值传递的信任问题,被广泛应用于商品溯源、票据存证、金融结算等场景。因此,借助区块链存储技术,可以调动终端参与协作通信的积极性,进而提升数据传输速率。
目前,使用中继协作进行数据传输的过程中,当移动终端发射功率不足、传输距离较远等情况时,无法获得较高的数据传输速率。
针对上述技术问题,在本公开的一些实施例中,根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输;本公开根据候选中继节点的节点信息,选择合适的目标中继节点进行通信,提升中继协作通信过程中的数据传输效率。
以下结合附图,详细说明本公开各实施例提供的技术方案。
从源节点角度,图1为本公开示例性实施例提供的一种数据传输方法的流程示意图。如图1所示,该方法包括:
S101:根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;
S102:通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;
S103:接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;
S104:根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;
S105:向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
从中继节点角度,图2为本公开示例性实施例提供的另一种数据传输方法的流程示意图。如图2所示,该方法包括:
S201:在监听到源节点通过区块链网络发送的协作请求后,向源节点发送中继节点的节点信息,以供源节点根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点,其中,协作请求携带有传输时隙数,传输时隙数为源节点根据当前待传输数据量计算得到的,中继节点为目标中继节点中的任意一个节点;
S202:接收源节点发送的数据传输请求;
S203:根据数据传输请求,按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
在本实施例中,源节点经过中继节点协作将待传输数据发送至目的节点,或者将待传输数据直接发送至目的节点。
在本实施例中,源节点为有数据传输需求的终端。
在本实施例中,候选中继节点可以是基站或者其他移动终端。
在本实施例中,目的节点可以是基站或者其他移动终端。前者对应上行传输模式,后者对应D2D通信模式。
为了理解本公开的内容,现对本公开涉及到的一些名词作出解释。
直接传输:常见通信场景为点对点直接通信,即不需要借助中继节点协作,依据香农定理可知,此时,最大传输速率为:
C=B log2(1+Pγ)
其中,B、P、γ分别为信道带宽、传输功率和信道增益噪声比,通常传输距离越远,γ越小。可以看出,当移动终端发射功率不足、传输距离较远等情况时,均无法获得高数据传输速率。
中继协作通信,中继协作通信通过获取无线网络中的协作分集增益能有效提高网络性能。协作中继网络的基本思想是将网络中的部分节点用于中继传输,通过中继节点资源的合理分配以实现源节点信息的有效传输。源节点广播或多播其信息到潜在的协作节点,协作节点作为中继将接收到的信息再次转发到目的节点。目的节点接收到的复合信号包括源节点的直达信号和中继转发信号。这种中继转发策略能有效利用网络中独立中继信道的空间多样性,从而有效增强目的节点的接收信噪比,达到提高无线链路的通信质量的目的,进而提升整体网络性能。
本公开支持有协作需求的终端匹配中继节点向基站或其他终端传输数据,不局限于边缘蜂窝用户或电量较低用户,根据中继网络信道环境和节点情况动态选择最优协作模式,确保获得更高的传输速率,提升频谱效率。
中继转发方式,包括但不限于以下几种:
1,放大转发方式。
图3为本公开示例性实施例提供的一种放大转发模型的示意图。如图3所示,放大转发协议是最简单的协作分集协议。中继协作节点接收源节点经由衰落信道发送来的信号,继而对该附加了噪声的信号进行放大,并重新转发至目的节点。目的端接收并按照一定方式合并(如最大比值合并、等增益合并、选择式合并和切换合并)来自源节点和协作节点的信号,最终对发送的各比特信息进行判决。
2,译码转发方式
源节点同时向中继协作节点和目的节点广播发送自身信号,协作节点试图对接收到的源节点信号进行译码,然后将重新编码的信号发送至目的节点。目的节点接收到两个独立衰落的信号样本,按照一定方式对其进行合并,并对合并信号进行最终的译码判决。译码转发协议可以避免放大转发协议对噪声的放大。但是,协作节点在译码时有可能出现错误,转发至目的节点使得错误累计,从而导致目的节点判决错误。
3,其他转发方式:编码协作、压缩转发、物理层网络编码等。
资源分配优化问题。协作中继系统的无线资源优化分配可以有效提高系统的整体性能,是协作中继网络研究的关键问题之一。资源优化分配一般是基于整个网络总资源一定或者单个用户节点在时间一定的条件下进行。针对单中继网络的功率分配问题,效用函数主要为最大化传输速率、最小化发射功率、或最小化中断概率。
节点工作方式,中继网络中的各节点通常处于半双工工作状态,即无法同时收发信息。为了避免源节点和中继节点间信息传输的干扰,协作通信通常正交化源节点和中继节点的信息传输,即利用信道资源分配方法避免干扰,包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)等。
在本实施例中,源节点根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;源节点通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,多个候选中继节点在监听到协作请求后,向源节点返回各自的节点信息;源节点接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;源节点向目标中继节点发送数据传输请求,目标中继节点接收源节点发送的数据传输请求后,目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
需要说明的是,协作请求包括但不限于以下几种:传输时隙数、位置信息、目的节点信息、是否愿意多节点共享传输、最大可支付成本、签名信息。数据传输请求包括但不限于以下几种:自身最大发射功率、报价信息、是否愿意多节点共享传输、签名信息。
图4为本公开示例性实施例提供的一种中继协作传输模型的示意图。如图4所示,考虑单小区蜂窝网络,基站位于小区中心,存在高速率数据传输需求的移动终端记为源节点s,数据接收目的节点记为d,可以是基站或其他移动终端,可作为中继转发节点的K个空闲终端,表示为R={R1,R2,…,RK},工作模式为时分双工,转发协议有放大转发方式和译码转发方式两种。
中继协作传输时分为两个阶段,第一阶段源节点向中继节点和目的节点传输信息,第二阶段中继节点将接收到的信息进行处理并转发给目的节点。
在本公开的一些实施例中,根据当前待传输数据量,确定传输时隙数。一种可实现的方式为,根据源节点与每个候选中继节点传输链路的信道相干时间、每个候选中继节点与目的节点传输链路的信道相干时间和单个时隙中继协作持续时间,确定传输时隙数。
具体地,在典型的无线通信场景中,源节点、中继节点和目的节点通常会存在相对运动,从而造成传播路径的改变,即无线信道表现为时变性。信道相干时间是用以描述信道时变特性的重要参数。在相干时间内,信号经历的衰落具有很大的相关性,说明信道响应没有发生显著变化。
下述传输速率最大化算法求解高度依赖信道状态信息,而信道状态信息会随着节点之间的相互运动发生改变,那么单次中继协作传输最大持续时隙数计算方法如下:
其中表示向下取整,τsr,k表示源节点s与第k个中继节点Rk传输链路的信道相干时间,τrd,k表示第k个中继节点Rk与目的节点d传输链路的信道相干时间,τ表示单个时隙完成一次两阶段中继协作持续时间。
若单次协作持续时间设置较长,那么计价结果将与实际情况存在较大偏差;若单次协作持续时间设置较短,将会带来较大的信令开销。因此,综合考虑信道追踪实时性、计价结果准确性和信令开销,单次中继协作传输持续时隙数L范围为:
1≤L≤Lmax。
在本公开的一些实施例中,为确保协作传输的灵活性和无线信道追踪准确性,允许源节点将传输过程切分为多个时间段,每个时间段包含多个时隙,在此期间参与协作的中继节点和传输模式保持不变,不同时间段可重新选择协作模式和中继节点。
在本公开的一些实施例中,根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点。一种可实现的方式为,在总支付成本限额前提下,以综合传输速率最大化为优化目标,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点、目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式;在优化方程无解的情况下,使用直接传输模式;在优化方程有解的情况下,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点、目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式。
具体地,以某一中继协作传输为例,包含L个时隙,定义源节点s的发射功率为Ps,中继节点Rk的发射功率为Pk,源节点s至目的节点d的信道增益为hsd,源节点s至中继节点Rk的信道增益为hsr,k,中继节点Rk至目的节点d的信道增益为hrd,k,信道噪声功率为σ2,传输信道带宽为B,那么源节点s至目的节点d的信道增益噪声比为gsd=hsd/σ2,源节点s至中继节点Rk的信道增益噪声比为gsr,k=hsr,k/σ2,中继节点Rk至目的节点d的信道增益噪声比为grd,k=hrd,k/σ2。采用以下协作模式进行传输时对应传输速率见如下说明。
1,单节点放大转发协作模式。
设选择的中继节点为Rk∈R,即转发方式为AF,则综合传输速率r1为
其中γk表示源节点s通过中继节点Rk协作转发至目的节点d链路信噪比,即
2,单节点译码转发协作模式。
设选择的中继节点为Rk∈R,即转发方式为译码转发协作模式,则综合传输速率r2为
3,多节点放大转发协作模式。
设选择的中继节点序号集合为转发方式为放大转发协作模式,为降低干扰,第二阶段各中继使用正交多址方式传输(如频分多址FDMA、码分多址CDMA等模式),则综合传输速率r3为
其中,γk表示源节点s通过中继节点Rk协作转发至目的节点d链路信噪比,即
在总支付成本限额前提下,源节点s选择最优的协作传输模式和中继节点,使得综合传输速率最大化,即求解如下传输速率最大化问题,优化方程如下:
s.t.C1:0<Ps≤Ps,max,0<Pk≤Pk,max
C2:r>Blog2(1+Psgsd)
C3:
C4:
其中,Ps,max表示源节点s最大发射功率,Pk,max为候选中继节点Rk最大发射功率,ρk为候选中继节点Rk的信誉值,ρmin为参与协作允许的最低信誉值,α为单位数据量所需支付的成本代价,βk为候选中继节点Rk单位能量所需支付的成本代价,θk为候选中继节点Rk参与本次传输需要的额外经济成本,τ表示单个时隙中继协作持续时间,L表示本次中继协作传输持续的时隙数目,μmax为源节点s所能允许的最大支付成本;
第一约束条件C1表示源节点和候选中继节点均属于功率受限通信终端,即实际使用的发射功率不能超过其最大发射功率;第二约束条件C2表示使用协作传输时,其传输速率应高于直接传输时的速率;第三约束条件C3表示参与协作传输的候选中继节点对应的信誉值应高于门限值ρmin;第四约束条件C4表示采用传输数据量、能量消耗、额外经济成本组成的混合计价方式下,源节点支付经济成本总额小于等于目标成本阈值;
求解上述优化方程,如方程组无解,则使用直接传输模式传输,即不使用中继协作;如有解,则将选定中继节点序号、转发方式、传输功率等信息通过区块链网络通知对应的中继节点进行协作传输。
在本公开的一些实施例中,上述传输速率最大化算法可采用如下步骤进行求解。一种可实现的方式为,初始化输入参数,输出参数包括:源节点最大发射功率Ps,max,候选中继节点最大发射功率Pk,max和信誉值ρk,源节点s至目的节点d的信道增益噪声比gsd,源节点s至候选中继节点Rk的信道增益噪声比,候选中继节点Rk至目的节点d的信道增益噪声比grd,k,参与协作最低允许的信誉值ρmin,可支付的最大经济成本μmax,能够使用多节点协作传输的中继节点序号集合为初始化候选中继节点序号集合ω={1,2,...,K},候选中继节点发射功率矩阵/>候选中继节点协作传输速率矩阵/>其中,候选中继节点发射功率矩阵/>和候选中继节点协作传输速率矩阵/>中的第一行代表单节点放大转发协作模式,第二行代表单节点译码转发协作模式,列代表候选中继节点序号;设k=1,2,...,K,针对候选中继节点Rk进行循环,分别计算候选中继节点Rk在单节点放大转发协作模式和单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率;根据协作传输速率,选择最大元素所在矩阵的行列序号,确定目标协作方式;继续寻找剩余候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号,以及更新协作传输候选中继节点序号集合和发射功率;确定参与协作传输的目标中继节点序号集合,以及确定目标中继节点的目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式。
在上述实施例中,分别计算候选中继节点Rk在单节点放大转发协作模式和单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率。一种可实现的方式为,在单节点放大转发协作模式下,设依据第二约束条件C2,求解最小发射功率/>
依据第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,若 那么最大发射功率/>若/> 不成立,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
在单节点放大转发协作模式下,确定候选中继节点的目标发射功率及对应的协作传输速率/>
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在第二约束条件C2无法满足的情况下,则依据第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,在/>的情况下,那么最大允许功率/>在/>不成立的情况下,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
确定单节点译码转发协作模式下目标发射功率及对应的协作传输速率/>
在上述实施例中,根据协作传输速率,选择最大元素所在矩阵的行列序号,确定目标协作方式。一种可实现的方式为,根据上述协作传输速率,选择最大元素所在矩阵的行列序号,确定最优的目标协作方式,即
所选中继节点序号集合为若/>则算法终止,采用无中继协作直接传输模式;若/>则确定参与协作传输的目标中继节点序号集合,以及确定目标中继节点的目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式;否则,继续寻找剩余候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号。
在上述实施例中,继续寻找剩余候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号,以及更新协作传输候选中继节点序号集合和发射功率。一种可实现的方式为,继续寻找剩余候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号,即
若则确定参与协作传输的目标中继节点序号集合,以及确定目标中继节点的目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式;否则,采用二分查找法求解满足约束条件C4的中继节点/>最大可允许发射功率p*。
则更新协作传输中继节点序号集合和发射功率
重复执行继续寻找剩余候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号,直到协作传输速率不再增加为止。
在上述实施例中,确定参与协作传输的目标中继节点序号集合,以及确定目标中继节点的目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式。一种可实现的方式为,参与协作传输的中继节点序号集合为若/>则采用译码转发协作传输模式,发射功率为/>否则,使用放大转发协作传输模式,发射功率为/>
在本公开的一些实施例中,根据每个目标中继节点的贡献程度,确定每个目标中继节点的货币收益;根据每个目标中继节点的货币收益,更新每个目标中继节点的信誉值。目标中继节点接收源节点发送的中继节点的当前信誉值;将中继节点的信誉值更新为当前信誉值。构建终端用户信誉评价规则,提升网络协作信任关系,保障服务体验。增加灵活计价模式,允许单个终端独享或多个终端共享提供中继服务,并设置不同的计费模式,通过智能合约的形式体现,以便提升协作机会,提高网络资源利用率。
具体地,协作传输完成之后,参与协作的各中继节点按照贡献度获取相应的货币收益μk,并以此更新对应的信誉值,即:
ρk=ρk+μk
其中,
本公开实施例提供自适应协作传输模式切换,中继节点支持放大转发和译码转发两种转发协议,支持选择多个中继节点同时进行协作传输,充分满足低延迟、高速率通信需求。通过将传输过程进行时间切片,不同时间片段允许调整中继节点和传输模式,以便适配信道环境的变化,获得更高的协作灵活性和传输速率。
在本公开的一些实施例中,候选中继节点监听区块链网络信息,并通过源节点公钥验证协作传输请求信息的真实性,确认无误后,向源节点发送中继节点的节点信息。
在本公开的一些实施例中,源节点在数据传输完成后,目的节点校验数据完整性,并将交易信息写入区块链网络,完成记账。
在本公开上述方法实施例中,根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输;本公开根据候选中继节点的节点信息,选择合适的目标中继节点进行通信,提升中继协作通信过程中的数据传输效率。
图5为本公开示例性实施例提供的一种数据传输装置50的结构示意图。如图5所示,该数据传输装置50包括:确定模块51,广播模块52,接收模块53,选择模块54和发送模块55。
其中,确定模块51,用于根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;
广播模块52,用于通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;
接收模块53,用于接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;
选择模块54,用于根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;
发送模块55,用于向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
可选地,发送模块55在向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输之后,还可用于:
根据每个目标中继节点的贡献程度,确定每个目标中继节点的货币收益;
根据每个目标中继节点的货币收益,更新每个目标中继节点的信誉值。
可选地,确定模块51在根据当前待传输数据量,确定传输时隙数时,用于:
根据源节点与每个候选中继节点传输链路的信道相干时间、每个候选中继节点与目的节点传输链路的信道相干时间和单个时隙中继协作持续时间,确定传输时隙数。
可选地,选择模块54在根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点时,用于:
在总支付成本限额前提下,以综合传输速率最大化为优化目标,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点、目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式;优化方程如下:
s.t.C1:0<Ps≤Ps,max,0<Pk≤Pk,max
C2:r>Blog2(1+Psgsd)
C3:
C4:
其中,Ps,max表示源节点s最大发射功率,Pk,max为候选中继节点Rk最大发射功率,ρk为候选中继节点Rk的信誉值,ρmin为参与协作允许的最低信誉值,α为单位数据量所需支付的成本代价,βk为候选中继节点Rk单位能量所需支付的成本代价,θk为候选中继节点Rk参与本次传输需要的额外经济成本,τ表示单个时隙中继协作持续时间,L表示本次中继协作传输持续的时隙数目,μmax为源节点s所能允许的最大支付成本;第一约束条件C1表示源节点和候选中继节点均属于功率受限通信终端,即实际使用的发射功率不能超过其最大发射功率;第二约束条件C2表示使用协作传输时,其传输速率应高于直接传输时的速率;第三约束条件C3表示参与协作传输的候选中继节点对应的信誉值应高于门限值ρmin;第四约束条件C4表示采用传输数据量、能量消耗、额外经济成本组成的混合计价方式下,源节点支付经济成本总额小于等于目标成本阈值;
在优化方程无解的情况下,使用直接传输模式;
在优化方程有解的情况下,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点、目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式。
可选地,优化方程求解方法包括以下步骤:
初始化输入参数,输出参数包括:源节点最大发射功率Ps,max,候选中继节点最大发射功率Pk,max和信誉值ρk,源节点s至目的节点d的信道增益噪声比gsd,源节点s至候选中继节点Rk的信道增益噪声比,候选中继节点Rk至目的节点d的信道增益噪声比grd,k,参与协作最低允许的信誉值ρmin,可支付的最大经济成本μmax,能够使用多节点协作传输的中继节点序号集合为
初始化候选中继节点序号集合ω={1,2,...,K},候选中继节点发射功率矩阵候选中继节点协作传输速率矩阵/>其中,候选中继节点发射功率矩阵/>和候选中继节点协作传输速率矩阵/>中的第一行代表单节点放大转发协作模式,第二行代表单节点译码转发协作模式,列代表候选中继节点序号;
设k=1,2,...,K,针对候选中继节点Rk进行循环,分别计算候选中继节点Rk在单节点放大转发协作模式和单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率;
根据协作传输速率,选择最大元素所在矩阵的行列序号,确定目标协作方式,即
继续寻找剩余候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号,以及更新协作传输候选中继节点序号集合和发射功率;
确定参与协作传输的目标中继节点序号集合,以及确定目标中继节点的目标中继节点的发射功率和目标中继节点的传输协作模式。
可选地,选择模块44在分别计算候选中继节点Rk在单节点放大转发协作模式和单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率时,用于:
在单节点放大转发协作模式下,设依据第二约束条件C1,求解最小发射功率/>
依据第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,若 那么最大发射功率/>若/> 不成立,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
在单节点放大转发协作模式下,确定候选中继节点的目标发射功率及对应的协作传输速率/>
在单节点译码转发协作模式下,设采用最大发射功率Pk,max计算协作传输速率/>在第二约束条件C2满足的情况下,则最小发射功率/>
在第二约束条件C2无法满足的情况下,则依据第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,在/>的情况下,那么最大允许功率/>在/>不成立的情况下,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
确定单节点译码转发协作模式下目标发射功率及对应的协作传输速率/>
关于上述实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
图6为本公开示例性实施例提供的一种数据传输装置60的结构示意图。如图6所示,该数据传输装置60包括:请求监听模块61,请求接收模块62和数据传输模块63。
其中,请求监听模块61,用于在监听到源节点通过区块链网络发送的协作请求后,向源节点发送中继节点的节点信息,以供源节点根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点,其中,协作请求携带有传输时隙数,传输时隙数为源节点根据当前待传输数据量计算得到的,中继节点为目标中继节点中的任意一个节点;
请求接收模块62,用于接收源节点发送的数据传输请求;
数据传输模块63,用于根据数据传输请求,按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
可选地,数据传输模块63,还可用于:接收源节点发送的中继节点的当前信誉值;将中继节点的信誉值更新为当前信誉值。
图7为本公开示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图7所示,电子设备包括:存储器71和处理器72。另外,电子设备还包括电源组件73和通信组件74。
存储器71,用于存储计算机程序,并可被配置为存储其它各种数据以支持在电子设备上的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备上操作的任何应用程序或方法的指令。
存储器71,可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
通信组件74,用于与其他设备进行数据传输。
处理器72,可执行存储器71中存储的计算机指令,以用于:根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
相应地,本公开实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质。当计算机可读存储介质存储计算机程序,且计算机程序被一个或多个处理器执行时,致使一个或多个处理器执行图1方法实施例中的各步骤。
相应地,本公开实施例还提供一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序/指令,计算机程序/指令被处理器执行图1的方法实施例中的各步骤。
图8为本公开示例性实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。如图8所示,电子设备包括:存储器81和处理器82。另外,电子设备还包括电源组件83和通信组件84。
存储器81,用于存储计算机程序,并可被配置为存储其它各种数据以支持在电子设备上的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备上操作的任何应用程序或方法的指令。
存储器81,可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,如静态随机存取存储器(SRAM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM),可擦除可编程只读存储器(EPROM),可编程只读存储器(PROM),只读存储器(ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘。
通信组件84,用于与其他设备进行数据传输。
处理器82,可执行存储器81中存储的计算机指令,以用于:在监听到源节点通过区块链网络发送的协作请求后,向源节点发送中继节点的节点信息,以供源节点根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点,其中,协作请求携带有传输时隙数,传输时隙数为源节点根据当前待传输数据量计算得到的,中继节点为目标中继节点中的任意一个节点;接收源节点发送的数据传输请求;根据数据传输请求,按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
相应地,本公开实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质。当计算机可读存储介质存储计算机程序,且计算机程序被一个或多个处理器执行时,致使一个或多个处理器执行图2方法实施例中的各步骤。
相应地,本公开实施例还提供一种计算机程序产品,计算机程序产品包括计算机程序/指令,计算机程序/指令被处理器执行图2的方法实施例中的各步骤。
上述图7和图8中的通信组件被配置为便于通信组件所在设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。通信组件所在设备可以接入基于通信标准的无线网络,如WiFi,2G、3G、4G/LTE、5G等移动通信网络,或它们的组合。在一个示例性实施例中,通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中,通信组件还包括近场通信(NFC)模块,以促进短程通信。例如,在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术,红外数据协会(IrDA)技术,超宽带(UWB)技术,蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
上述图7和图8中的电源组件,为电源组件所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统,一个或多个电源,及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
上述电子设备还包括显示屏和音频组件。
显示屏包括屏幕,其屏幕可以包括液晶显示屏(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板,屏幕可以被实现为触摸屏,以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界,而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
音频组件,可被配置为输出和/或输入音频信号。例如,音频组件包括一个麦克风(MIC),当音频组件所在设备处于操作模式,如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时,麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或经由通信组件发送。在一些实施例中,音频组件还包括一个扬声器,用于输出音频信号。
在本公开上述装置、存储介质和计算机程序产品实施例中,根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;通过区块链网络广播协作请求,其中,协作请求携带有传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到协作请求后返回各自的节点信息;接收多个候选中继节点返回的各自的节点信息;根据多个候选中继节点各自的节点信息,从多个候选中继节点中选择出目标中继节点;向目标中继节点发送数据传输请求,以供目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输;本公开根据候选中继节点的节点信息,选择合适的目标中继节点进行通信,提升中继协作通信过程中的数据传输效率。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本公开的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本公开将不会被限制于本文的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (19)
1.一种数据传输方法,其特征在于,包括:
根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;
通过区块链网络广播协作请求,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到所述协作请求后返回各自的节点信息;
接收所述多个所述候选中继节点返回的各自的节点信息;
根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点;
向所述目标中继节点发送数据传输请求,以供所述目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述向所述目标中继节点发送数据传输请求,以供所述目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输之后,所述方法还包括:
根据每个所述目标中继节点的贡献程度,确定每个所述目标中继节点的货币收益;
根据每个所述目标中继节点的货币收益,更新每个所述目标中继节点的信誉值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前待传输数据量,确定传输时隙数,包括:
根据源节点与每个所述候选中继节点传输链路的信道相干时间、每个所述候选中继节点与所述目的节点传输链路的信道相干时间和单个时隙中继协作持续时间,确定传输时隙数。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点,包括:
在总支付成本限额前提下,以综合传输速率最大化为优化目标,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点、所述目标中继节点的发射功率和所述目标中继节点的传输协作模式;优化方程如下:
s.t.C1:0<Ps≤Ps,max,0<Pk≤Pk,max
C2:r>B log2(1+Psgsd)
C3:
C4:
其中,Ps,max表示源节点s最大发射功率,Pk,max为候选中继节点Rk最大发射功率,ρk为候选中继节点Rk的信誉值,ρmin为参与协作允许的最低信誉值,α为单位数据量所需支付的成本代价,βk为候选中继节点Rk单位能量所需支付的成本代价,θk为候选中继节点Rk参与本次传输需要的额外经济成本,τ表示单个时隙中继协作持续时间,L表示本次中继协作传输持续的时隙数目,μmax为源节点s所能允许的最大支付成本;第一约束条件C1表示源节点和候选中继节点均属于功率受限通信终端,即实际使用的发射功率不能超过其最大发射功率;第二约束条件C2表示使用协作传输时,其传输速率应高于直接传输时的速率;第三约束条件C3表示参与协作传输的候选中继节点对应的信誉值应高于门限值ρmin;第四约束条件C4表示采用传输数据量、能量消耗、额外经济成本组成的混合计价方式下,源节点支付经济成本总额小于等于目标成本阈值;
在所述优化方程无解的情况下,使用直接传输模式;
在所述优化方程有解的情况下,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点、所述目标中继节点的发射功率和所述目标中继节点的传输协作模式。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述优化方程求解方法包括以下步骤:
初始化输入参数,所述输出参数包括:源节点最大发射功率Ps,max,候选中继节点最大发射功率Pk,max和信誉值ρk,所述源节点s至所述目的节点d的信道增益噪声比gsd,源所述节点s至所述候选中继节点Rk的信道增益噪声比,所述候选中继节点Rk至所述目的节点d的信道增益噪声比grd,k,参与协作最低允许的信誉值ρmin,可支付的最大经济成本μmax,能够使用多节点协作传输的中继节点序号集合为初始化候选中继节点序号集合ω={1,2,...,K},候选中继节点发射功率矩阵/>候选中继节点协作传输速率矩阵/>其中,所述候选中继节点发射功率矩阵/>和所述候选中继节点协作传输速率矩阵/>中的第一行代表单节点放大转发协作模式,第二行代表单节点译码转发协作模式,列代表候选中继节点序号;
设k=1,2,...,K,针对候选中继节点Rk进行循环,分别计算候选中继节点Rk在所述单节点放大转发协作模式和所述单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率;
根据所述协作传输速率,选择最大元素所在矩阵的行列序号,确定目标协作方式;
继续寻找剩余所述候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号,以及更新协作传输候选中继节点序号集合和发射功率;
确定参与协作传输的目标中继节点序号集合,以及确定目标中继节点的所述目标中继节点的发射功率和所述目标中继节点的传输协作模式。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述分别计算候选中继节点Rk在所述单节点放大转发协作模式和所述单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率,包括:
在所述单节点放大转发协作模式下,设依据所述第二约束条件C2,求解最小发射功率/>
依据所述第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,若 那么最大发射功率/>若/> 不成立,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
在所述单节点放大转发协作模式下,确定所述候选中继节点的目标发射功率及对应的协作传输速率/>
在单节点译码转发协作模式下,设采用最大发射功率Pk,max计算协作传输速率在第二约束条件C2满足的情况下,则最小发射功率/>
在第二约束条件C2无法满足的情况下,则依据第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,在/>的情况下,那么最大允许功率/>在/>不成立的情况下,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
确定单节点译码转发协作模式下目标发射功率及对应的协作传输速率/>
7.一种数据传输方法,其特征在于,包括:
在监听到源节点通过区块链网络发送的协作请求后,向所述源节点发送中继节点的节点信息,以供所述源节点根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,所述传输时隙数为所述源节点根据当前待传输数据量计算得到的,所述中继节点为所述目标中继节点中的任意一个节点;
接收所述源节点发送的数据传输请求;
根据所述数据传输请求,按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
接收所述源节点发送的所述中继节点的当前信誉值;
将所述中继节点的信誉值更新为所述当前信誉值。
9.一种数据传输装置,其特征在于,包括:
确定模块,用于根据当前待传输数据量,确定传输时隙数;
广播模块,用于通过区块链网络广播协作请求,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,以供多个候选中继节点在监听到所述协作请求后返回各自的节点信息;
接收模块,用于接收所述多个所述候选中继节点返回的各自的节点信息;
选择模块,用于根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点;
发送模块,用于向所述目标中继节点发送数据传输请求,以供所述目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述发送模块在向所述目标中继节点发送数据传输请求,以供所述目标中继节点按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输之后,还可用于:
根据每个所述目标中继节点的贡献程度,确定每个所述目标中继节点的货币收益;
根据每个所述目标中继节点的货币收益,更新每个所述目标中继节点的信誉值。
11.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述确定模块在根据当前待传输数据量,确定传输时隙数时,用于:
根据源节点与每个所述候选中继节点传输链路的信道相干时间、每个所述候选中继节点与所述目的节点传输链路的信道相干时间和单个时隙中继协作持续时间,确定传输时隙数。
12.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述选择模块在根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点时,用于:
在总支付成本限额前提下,以综合传输速率最大化为优化目标,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点、所述目标中继节点的发射功率和所述目标中继节点的传输协作模式;优化方程如下:
s.t.C1:0<Ps≤Ps,max,0<Pk≤Pk,max
C2:r>Blog2(1+Psgsd)
C3:
C4:
其中,Ps,max表示源节点s最大发射功率,Pk,max为候选中继节点Rk最大发射功率,ρk为候选中继节点Rk的信誉值,ρmin为参与协作允许的最低信誉值,α为单位数据量所需支付的成本代价,βk为候选中继节点Rk单位能量所需支付的成本代价,θk为候选中继节点Rk参与本次传输需要的额外经济成本,τ表示单个时隙中继协作持续时间,L表示本次中继协作传输持续的时隙数目,μmax为源节点s所能允许的最大支付成本;第一约束条件C1表示源节点和候选中继节点均属于功率受限通信终端,即实际使用的发射功率不能超过其最大发射功率;第二约束条件C2表示使用协作传输时,其传输速率应高于直接传输时的速率;第三约束条件C3表示参与协作传输的候选中继节点对应的信誉值应高于门限值ρmin;第四约束条件C4表示采用传输数据量、能量消耗、额外经济成本组成的混合计价方式下,源节点支付经济成本总额小于等于目标成本阈值;
在所述优化方程无解的情况下,使用直接传输模式;
在所述优化方程有解的情况下,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点、所述目标中继节点的发射功率和所述目标中继节点的传输协作模式。
13.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述优化方程求解方法包括以下步骤:
初始化输入参数,所述输出参数包括:源节点最大发射功率Ps,max,候选中继节点最大发射功率Pk,max和信誉值ρk,所述源节点s至所述目的节点d的信道增益噪声比gsd,源所述节点s至所述候选中继节点Rk的信道增益噪声比,所述候选中继节点Rk至所述目的节点d的信道增益噪声比grd,k,参与协作最低允许的信誉值ρmin,可支付的最大经济成本μmax,能够使用多节点协作传输的中继节点序号集合为
初始化候选中继节点序号集合ω={1,2,...,K},候选中继节点发射功率矩阵候选中继节点协作传输速率矩阵/>其中,所述候选中继节点发射功率矩阵/>和所述候选中继节点协作传输速率矩阵/>中的第一行代表单节点放大转发协作模式,第二行代表单节点译码转发协作模式,列代表候选中继节点序号;
设k=1,2,...,K,针对候选中继节点Rk进行循环,分别计算候选中继节点Rk在所述单节点放大转发协作模式和所述单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率;
根据所述协作传输速率,选择最大元素所在矩阵的行列序号,确定目标协作方式,即继续寻找剩余所述候选中继节点中协作传输速率最大的节点序号,以及更新协作传输候选中继节点序号集合和发射功率;
确定参与协作传输的目标中继节点序号集合,以及确定目标中继节点的所述目标中继节点的发射功率和所述目标中继节点的传输协作模式。
14.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述选择模块在分别计算候选中继节点Rk在所述单节点放大转发协作模式和所述单节点译码转发协作模式下的发射功率和协作传输速率时,用于:
在所述单节点放大转发协作模式下,设依据所述第二约束条件C2,求解最小发射功率/>
依据所述第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,若 那么最大发射功率/>若/> 不成立,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
在所述单节点放大转发协作模式下,确定所述候选中继节点的目标发射功率及对应的协作传输速率/>
在单节点译码转发协作模式下,设采用最大发射功率Pk,max计算协作传输速率在第二约束条件C2满足的情况下,则最小发射功率/>
在第二约束条件C2无法满足的情况下,则依据第四约束条件C4,采用最大发射功率Pk,max进行测算,在/>的情况下,那么最大允许功率/>在/>不成立的情况下,则采用二分查找法确定最大允许功率/>
确定单节点译码转发协作模式下目标发射功率及对应的协作传输速率/>
15.一种数据传输装置,其特征在于,包括:
请求监听模块,用于在监听到源节点通过区块链网络发送的协作请求后,向所述源节点发送中继节点的节点信息,以供所述源节点根据多个所述候选中继节点各自的节点信息,从多个所述候选中继节点中选择出目标中继节点,其中,所述协作请求携带有所述传输时隙数,所述传输时隙数为所述源节点根据当前待传输数据量计算得到的,所述中继节点为所述目标中继节点中的任意一个节点;
请求接收模块,用于接收所述源节点发送的数据传输请求;
数据传输模块,用于根据所述数据传输请求,按照区块链智能合约向目的节点进行协作数据传输。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述数据传输模块,还可用于:
接收所述源节点发送的所述中继节点的当前信誉值;
将所述中继节点的信誉值更新为所述当前信誉值。
17.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;
用于存储所述处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令,以实现如权利要求1-6中任一项或者权利要求7-8中任一项所述的方法中的各步骤。
18.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项或者权利要求7-8中任一项所述的方法中的各步骤。
19.一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,其特征在于,所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项或者权利要求7-8中任一项所述的方法中的各步骤。
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CN117500023B (zh) * | 2024-01-02 | 2024-03-29 | 深圳旷世科技有限公司 | 基于中继技术的uwb传输方法及电子设备、存储介质 |
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