專利名稱：：一種分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸
技術領域：
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背景技術：
：下一代寬帶無線通信的目標是能夠提供更高傳輸速率、更高的頻譜利用率，更大的覆蓋范圍，而中繼傳輸是一種簡單、抗多徑干擾和有效提高覆蓋范圍的無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸技術。傳統(tǒng)的雙向通信系統(tǒng)的中繼傳輸方法，兩源節(jié)點在中繼節(jié)點的幫助下相互傳遞信息，主要包括以下步驟在網(wǎng)絡協(xié)議第一個傳輸階段第一源節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送給中繼節(jié)點，然后在第二個傳輸階段中繼節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送到第二源節(jié)點，在第三傳輸階段第二源節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送給中繼節(jié)點，最后在第四個傳輸階段中繼節(jié)點將數(shù)據(jù)發(fā)送到第一源節(jié)點。但是這種傳統(tǒng)的中繼傳輸方法，其傳輸階段多必然導致頻譜效率的下降，并影響系統(tǒng)的其它性能，此外在多個中繼節(jié)點參與數(shù)據(jù)的中繼傳輸時，必然導致協(xié)作的開銷增加，且功耗增加。已有的中繼傳輸方法有對傳統(tǒng)的中繼傳輸方法進行集中式的資源分配調(diào)度，以提高通信系統(tǒng)的頻譜效率和功率效率，但需要充分的信息反饋要求和時間延遲等等，因此已有的中繼傳輸方法不能在只有部分信道狀態(tài)信息的條件下，達到高頻譜效率和節(jié)能的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提出一種分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法，克服己有技術的不足之處，本發(fā)明涉及的一種分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法能夠有效地工作在只有部分信道狀態(tài)信息的條件下，提供充分的空間分集能力，降低功耗。本發(fā)明提出的分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟(1)處于網(wǎng)絡中兩跳內(nèi)的第一源節(jié)點向所有候選中繼節(jié)點和第二源點發(fā)送聯(lián)絡信息，第二源節(jié)點所有候選中繼節(jié)點和第一源節(jié)點發(fā)送聯(lián)絡信息；(2)上述候選中繼節(jié)點對接收的來自第一源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，獲取信道幅度(lh,if,i=l,...,M}，上述候選中繼節(jié)點對接收的來自第二源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，獲取信道幅度{|、|2,1=1,...^}，其中M為候選中繼節(jié)點數(shù)，第一源節(jié)點對接收的來自第二源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，第二源節(jié)點對接收的來自第一源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，分別獲取信道幅度{|11。|2};(3)每個候選中繼節(jié)點分別對來自上述兩個源節(jié)點的信道幅度進行比較，取最小幅度值進行選舉計數(shù)，使具有最小幅度值中的幅度值最大的候選中繼節(jié)點R最先完成計數(shù)，最先完成計數(shù)的候選中繼節(jié)點R告知其它節(jié)點本節(jié)點將參與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)作，其它候選中繼節(jié)點放棄數(shù)據(jù)傳輸協(xié)作；(4)設處于網(wǎng)絡中兩跳內(nèi)的第一源節(jié)點和第二源節(jié)點之間的信道幅度方差為1//。，第一源節(jié)點與第i個候選中繼節(jié)點之間的信道幅度方差為1/尾，第二源節(jié)點與第i個候選中繼節(jié)點之間的信道幅度方差為1/爲,，上述中繼節(jié)點R與第一源節(jié)點之間的信道幅度為lh」2,上述中繼節(jié)點R與第二源節(jié)點之間的信道幅度為|1^|2，Ih,丌與lh2Rf間的最小值AK的累積分布函數(shù)為F^(xhf](l-e^)，A=5>w，各節(jié)點的接收信噪比幼W,和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛喔怕蕄為已知網(wǎng)絡參數(shù)，若中繼節(jié)點R同時滿足以下條件1)和條件2)，則使中繼節(jié)點R參與數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡傳輸成為中繼傳輸方式-其中f^(x)是上述的F(x)關于AR求導獲得的函數(shù)，(*)+=111狀(0，"，第一源節(jié)點發(fā)射功率I^為^，第二源節(jié)點發(fā)射功率^為^;若中繼節(jié)點R不滿足條件1)或條件2)，|h,R|2|h2R|則執(zhí)行步驟(12);(5)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點分別計算出中繼節(jié)點R的轉(zhuǎn)發(fā)門限為^，&，計算方法為根據(jù);^--^~1(1->)及,二=-^~in(i->),得到y(tǒng)的取值范圍為[d戰(zhàn)]，根據(jù)y的取值范圍，使F(x)i卜p成立的,值，即為中繼節(jié)點R的轉(zhuǎn)發(fā)門限y，其中'^=minW"=l"..，M}，-鵬=maxW,,=l"."M};(6)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點分別將上述計算出的發(fā)射功率和轉(zhuǎn)發(fā)門限告知中繼節(jié)5點R;(7)在網(wǎng)絡協(xié)議第一數(shù)據(jù)傳輸階段，第一源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入校驗碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至中繼節(jié)點R和第二源節(jié)點，在網(wǎng)絡協(xié)議第二數(shù)據(jù)傳輸階段，第二源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入校驗碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至中繼節(jié)點R和第一源節(jié)點；(8)中繼節(jié)點R從上述接收的兩個轉(zhuǎn)發(fā)門限^和^中選取最大的門限值作為轉(zhuǎn)發(fā)門限值y，當ysmii^h」2,lh^2)時，中繼節(jié)點R將第一源節(jié)點的數(shù)據(jù)和第二源節(jié)點的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼；當/>111111{|^|2,|11漢|2}時，執(zhí)行步驟(1);(9)計算中繼節(jié)點R的發(fā)射功率p^計算方法為當ihj2一211|2時，Pr-CW代—Ps"h,Rl2)+/|h2R|2;當IV|2<|h2R|2時'pr=(swj;—ps2|h2R「)+/|h1RI2;(10)在網(wǎng)絡協(xié)議第三傳輸階段，中繼節(jié)點R以發(fā)射功率p,將上述網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)同時發(fā)送給第一源節(jié)點和第二源節(jié)點；(11)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點將中繼節(jié)點R轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進行最大似然解碼后，與從直接鏈路接收的數(shù)據(jù)進行最大比合并，執(zhí)行步驟(13);(12)在網(wǎng)絡協(xié)議第一傳輸階段，第一源節(jié)點以發(fā)射功率&,=^向第二源節(jié)點發(fā)送w數(shù)據(jù)；在網(wǎng)絡協(xié)議第二傳輸階段，第二源節(jié)點以發(fā)射功率&2=^向第一源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；(13)第一源節(jié)點、第二源節(jié)點分別輸出接收到的信息。本發(fā)明提出的分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法，只需要部分的信道狀態(tài)信息。候選的中繼節(jié)點自身選舉出一個中繼節(jié)點參與協(xié)作；源節(jié)點決定是否采用中繼的傳輸方式；選舉出的中繼節(jié)點根據(jù)局部的信道狀態(tài)信息來決定是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并結合網(wǎng)絡編碼，同時將數(shù)據(jù)發(fā)送到各個目的節(jié)點。本發(fā)明方法中的機會性中繼節(jié)點選取并沒有因為只有一個中繼節(jié)點參與協(xié)作而降低分集與復用折衷的性能，搜索到好的鏈路來傳輸數(shù)據(jù)，提高傳輸?shù)目臻g分集能力，卻減少了節(jié)點間的協(xié)作開銷，如節(jié)點間的信道狀態(tài)信息的交互，因此降低了通信中斷的概率。本發(fā)明方法中的分布式協(xié)作機制克服了集中式控制所要求知道全部信道狀態(tài)信息的苛刻條件，更符合實際應用的場景，并且在確保系統(tǒng)服務質(zhì)量的同時降低了系統(tǒng)總的發(fā)射功率。圖1為本發(fā)明提出的分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)示意圖。圖2為本發(fā)明方法的流程框圖。6,體實施方式~本發(fā)明提出的分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法，其流程框圖如圖2所示，包括以下步驟(1)處于網(wǎng)絡中兩跳內(nèi)的第一源節(jié)點向所有候選中繼節(jié)點和第二源點發(fā)送聯(lián)絡信息，第二源節(jié)點所有候選中繼節(jié)點和第一源節(jié)點發(fā)送聯(lián)絡信息；(2)上述候選中繼節(jié)點對接收的來自第一源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，獲取信道幅度{|111^,^1，...>1}，上述候選中繼節(jié)點對接收的來自第二源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，獲取信道幅度{|1121|2,1=1,...,^1}，其中M為候選中繼節(jié)點數(shù)，第一源節(jié)點對接收的來自第二源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，第二源節(jié)點對接收的來自第一源節(jié)點的聯(lián)絡信息(3)每個候選中繼節(jié)點分別對來自上述兩個源節(jié)點的信道幅度進行比較，取最小幅度值進行選舉計數(shù)，使具有最小幅度值中的幅度值最大的候選中繼節(jié)點R最先完成計數(shù)，最先完成計數(shù)的候選中繼節(jié)點R告知其它節(jié)點本節(jié)點將參與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)作，其它候選中繼節(jié)點放棄數(shù)據(jù)傳輸協(xié)作；(4)設處于網(wǎng)絡中兩跳內(nèi)的第一源節(jié)點和第二源節(jié)點之間的信道幅度方差為1/^，第一源節(jié)點與第i個候選中繼節(jié)點之間的信道幅度方差為第二源節(jié)點與第i個候選中繼節(jié)點之間的信道幅度方差為1//2<，上述中繼節(jié)點R與第一源節(jié)點之間的信道幅度為lhj2，上述中繼節(jié)點R與第二源節(jié)點之間的信道幅度為lh汰f，Ih,J與lhwf間的最小值AK的累積分布函數(shù)為F(x)-;n(l-e力)，各節(jié)點的接收信噪比S^和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛喔怕蕄為已知網(wǎng)絡參數(shù)，.若中繼節(jié)點R同時滿足以下條件1)和條件2)，則使中繼節(jié)點R參與數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡傳輸成為中繼傳輸方式其中^00是上述的&(x)關于Aa求導獲得的函數(shù)，()+=max(0,*)，第一源節(jié)點發(fā)射功率&為^，第二源節(jié)點發(fā)射功率&2為^;若中繼節(jié)點R不滿足條件1)或條件2)，|h1R||h2R|則執(zhí)行步驟(12);(5)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點分別計算出中繼節(jié)點R的轉(zhuǎn)發(fā)門限為^，^，計算方法為根據(jù)、=-^"ln(1-^)及厶"+ln(1->)，得到r的取值范圍為[i,厶]，根據(jù)y的取值范圍，使F(X)l^^成立的y值，即為中繼節(jié)點R的轉(zhuǎn)發(fā)門限y，其中，A=minM,/=l"..，M}，I=max{"=l,.."M};(6)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點分別將上述計算出的發(fā)射功率和轉(zhuǎn)發(fā)門限告知中繼節(jié)點R;(7)在網(wǎng)絡協(xié)議第一數(shù)據(jù)傳輸階段，第一源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入校驗碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至中繼節(jié)點R和第二源節(jié)點，在網(wǎng)絡協(xié)議第二數(shù)據(jù)傳輸階段，第二源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入校驗碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至中繼節(jié)點R和第一源節(jié)點；(8)中繼節(jié)點R從上述接收的兩個轉(zhuǎn)發(fā)門限n和&中選取最大的門限值作為轉(zhuǎn)發(fā)門限值;r，當7Smin{|h1R|2,|h2R|2}時，中繼節(jié)點R將第一源節(jié)點的數(shù)據(jù)和第二源節(jié)點的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼；當;^min(lh」2，lhj"時，執(zhí)行步驟(1);(9)計算中繼節(jié)點R的發(fā)射功率PK，計算方法為-當|hIRI2^|h2RI2時'PR=(SiW,-PSI|hIR『)+/|h2RI2;當|hIRI2<|h2Ri2時，PR=CW《—PS2|h2R|2)+/|hIRI2;(10)在網(wǎng)絡協(xié)議第三傳輸階段，中繼節(jié)點R以發(fā)射功率P,將上述網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)同時發(fā)送給第一源節(jié)點和第二源節(jié)點；(11)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點將中繼節(jié)點R轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進行最大似然解碼后，與從直接鏈路接收的數(shù)據(jù)進行最大比合并，執(zhí)行步驟(13);(12)在網(wǎng)絡協(xié)議第一傳輸階段，第一源節(jié)點以發(fā)射功率^=，向第二源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；在網(wǎng)絡協(xié)議第二傳輸階段，第二源節(jié)點以發(fā)射功率&2=^向第一源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；(13)第一源節(jié)點、第二源節(jié)點分別輸出接收到的信息。兩個源節(jié)點在多個候選的中繼節(jié)點的協(xié)作下進行雙向通信，如圖1所示。圖中的實線表示兩個源節(jié)點之間的直達鏈路，信道增益用h。表示，信道幅度用lh。l2表示;虛線表示通過候選中繼節(jié)點的鏈路，對于第i8候選中繼節(jié)點，第一源節(jié)點與其之間的鏈路，信道增益用hu表示，信道幅度用ihur表示；第一源節(jié)點與其之間的鏈路，信道增益用h2i表示，信道幅度用|^|2表示。h,i、卜和h。為零均值、且方差分別為1/A,，1/A'和l/A的高斯隨機變量，則lh"l2、Ih2i卩和lh。卩是參數(shù)分別為^,.，；^和/。的指數(shù)隨機分布。從多個候選節(jié)點選舉出來的中繼節(jié)點記為中繼節(jié)點R,信道增益用hw表示，第一源節(jié)點與其之間的鏈路，信道幅度用lhJ2表示；第二源節(jié)點與其之間的鏈路，信道增益用hM表示，信道幅度用|^|2表示。以下結合附圖，詳細介紹本發(fā)明的內(nèi)容。圖1所示是本發(fā)明提出的分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)示意圖。第一源節(jié)點、第二源節(jié)點、選取出來的中繼節(jié)點R的發(fā)射功率分別記為Ps,、P^和P,，中繼節(jié)點R是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的判決門限記為y，E[PJ是中繼節(jié)點R的發(fā)射功率的均值，E^+Pa+P^是系統(tǒng)總發(fā)射功率的均值。由源節(jié)點根據(jù)鏈路的統(tǒng)計特性計算出來的判決門限，在中繼節(jié)點R處可能會出現(xiàn)信道幅度都小于門限值Z,從而導致傳輸中斷，系統(tǒng)要求中斷概率不大于p，這個概率是無線傳輸處于深衰落，不能確保最低傳輸速率的概率。此外系統(tǒng)要求接收信噪比為57W,。為了克服中心化結構的障礙，如充分的反饋要求，頭開銷和延遲等等，發(fā)明一種新的分布式協(xié)作機制，因為它僅需要本地的和部分的信道狀態(tài)信息。該分布式協(xié)作機制包括源節(jié)點處的工作模式判別和中繼節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)判決。此外，從候選中繼節(jié)點中選取出好的中繼節(jié)點也是工作在分布式模式上，其選取準則為R-argmax卜in^ul2,1^。1，i=l,…，M，其中M為總的候選中繼節(jié)點數(shù)。基于此方法，能同時考慮源節(jié)點到中繼節(jié)點鏈路和中繼節(jié)點到目的節(jié)點鏈路的情況，按最大化最小的信道幅度的準則選取中繼節(jié)點，每個候選的中繼節(jié)點不需要知道其它候選中繼節(jié)點的信道狀態(tài)信息。源節(jié)點處的工作模式判別如下源節(jié)點首先根據(jù)鏈路情況，當滿足以下兩個條件時，采用中繼傳輸?shù)哪Ｊ剑駝t釆用直接傳輸?shù)姆绞?，這樣能有效地能減低功耗-Psl+〖^-^——LfAR(x)dx^^L和Ps2+f^——^LfAR(x)dx，其中f(x)是對應于中繼節(jié)點R的隨機變量AK^min(1、12,111^2〉的概率密度函數(shù)，()+=maX(0，*)。源節(jié)點然后計算出發(fā)射功率，第一源節(jié)點中繼傳輸模式下的發(fā)射功率取值為，^,直接傳輸模式下的發(fā)射功率取值為f^;第一源節(jié)點中繼傳輸模式下的發(fā)射功率取值為^，直接傳輸模式下的發(fā)射功率取值為^。源節(jié)點在采用中繼傳輸模式時，還要計算判決門限y，其數(shù)值搜索區(qū)間為|>二,厶]'其中"^"ln(1-，乙=-^"to(1-P>)，A^-minW,"l,…,M)，A^-maxW，'、l，…，M)，A=^A/。源節(jié)點將發(fā)射功率和門限值告知中繼節(jié)點R。.中繼節(jié)點R的轉(zhuǎn)發(fā)判決如下當滿足條件AK,一h,"，l^f)"時，中繼節(jié)點R將來自兩源節(jié)點的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼，然后按到較差的信道鏈路的條件，即信道幅度為A,的鏈路，來確定網(wǎng)絡協(xié)議第三傳輸階段中繼節(jié)點R到兩個源節(jié)點的傳輸速率，如圖1所示。中繼節(jié)點R的發(fā)射功率為P「CSV《-Psklh汰l2)VmhflVl2,lh」2卜其中k-ar^a^h,丌,lhj卜(SV《-PsklhjV為中繼節(jié)點R對滿足系統(tǒng)要求的接收信噪比的貢獻。從源節(jié)點的角度上看，源節(jié)點不知道轉(zhuǎn)發(fā)鏈路的瞬時信道實現(xiàn)，所以存在中斷概率，中繼節(jié)點R的發(fā)射功率是隨機變量，中繼節(jié)點R的發(fā)射功率的均值為E[PJ-C、(x)dx。這種新的分布式協(xié)作機制可以在滿足系統(tǒng)接收信噪比和中斷概率要求的同時，降低總發(fā)射功率。為了減少協(xié)作的開銷，本發(fā)明方法是在多個候選中繼節(jié)點中選取一個好的中繼節(jié)點參與協(xié)作。只有一個好的中繼節(jié)點參與的協(xié)作，與多個中繼節(jié)點參與的協(xié)作，兩者的分集復用的折衷性能是一樣的，但不需要候選節(jié)點間的信息交互。參與協(xié)作的中繼節(jié)點由候選的中繼節(jié)點自己完成，而不是由源節(jié)點進行集中式地控制選取，源節(jié)點不需要獲取全局的信道狀態(tài)信息來選取中繼節(jié)點和資源調(diào)度。機會性的中繼與網(wǎng)絡編碼結合，進一步減少傳輸階段，提高頻譜效率，在達到系統(tǒng)的要求時降低總發(fā)射功率，而且這種分布式的協(xié)作機制簡化了系統(tǒng)工作的條件要求。以下介紹本發(fā)明的一個實施例第一源節(jié)點1與源節(jié)點2相隔100米，進行雙向傳輸，并且有M個候選中繼節(jié)點分布在兩源節(jié)點中間。鏈路的方差分別為1//0,,=0.5C/《，1/^,-0.5C/《和l/A-0.5C/《,M，其中《,是節(jié)點7和節(jié)點,'的距離，^132=100米，《=^=50米，路徑損耗指數(shù)是"=3，C是一個常數(shù)表達成C-G,《"/(4;r)2i:，其中G,是發(fā)射天線增益，G,是接收天線增益，義是波長，丄是路徑損耗因子(Ql)，設G,-l，G,=l，Z=l，/1=1/3(即載波的頻率為900兆赫茲)。假設所有鏈路的加性高斯白噪聲方差為10-1。，系統(tǒng)的接收信噪比要求為SWi,-lO。當M-2，可以得到表l中的實驗數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>當M-8，其它參數(shù)不變，可以得到表2的實驗數(shù)據(jù):表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從上述實驗數(shù)據(jù)可以看出，在ioo米的雙向傳輸中，總發(fā)射功率工作在數(shù)百毫瓦的范圍內(nèi)，且隨著候選中繼節(jié)點數(shù)的增加，總發(fā)射功率的均值極大地下降。以上所述僅為本發(fā)明在網(wǎng)絡中兩跳范圍內(nèi)的實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權利要求1、一種分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)處于網(wǎng)絡中兩跳內(nèi)的第一源節(jié)點向所有候選中繼節(jié)點和第二源點發(fā)送聯(lián)絡信息，第二源節(jié)點所有候選中繼節(jié)點和第一源節(jié)點發(fā)送聯(lián)絡信息；(2)上述候選中繼節(jié)點對接收的來自第一源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，獲取信道幅度{|h1i|2，i＝1，...，M}，上述候選中繼節(jié)點對接收的來自第二源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，獲取信道幅度{|h2i|2，i＝1，...，M}，其中M為候選中繼節(jié)點數(shù)，第一源節(jié)點對接收的來自第二源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，第二源節(jié)點對接收的來自第一源節(jié)點的聯(lián)絡信息進行信道估計，分別獲取信道幅度{|h0|2}；(3)每個候選中繼節(jié)點分別對來自上述兩個源節(jié)點的信道幅度進行比較，取最小幅度值進行選舉計數(shù)，使具有最小幅度值中的幅度值最大的候選中繼節(jié)點R最先完成計數(shù)，最先完成計數(shù)的候選中繼節(jié)點R告知其它節(jié)點本節(jié)點將參與數(shù)據(jù)傳輸協(xié)作，其它候選中繼節(jié)點放棄數(shù)據(jù)傳輸協(xié)作；(4)設處于網(wǎng)絡中兩跳內(nèi)的第一源節(jié)點和第二源節(jié)點之間的信道幅度方差為1/β0，第一源節(jié)點與第i個候選中繼節(jié)點之間的信道幅度方差為1/β1t，第二源節(jié)點與第i個候選中繼節(jié)點之間的信道幅度方差為1/β2t，上述中繼節(jié)點R與第一源節(jié)點之間的信道幅度為|h1R|2，上述中繼節(jié)點R與第二源節(jié)點之間的信道幅度為|h2R|2，|htR|2與|h2R|2間的最小值AR的累積分布函數(shù)為各節(jié)點的接收信噪比SNRt和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛喔怕师褳橐阎W(wǎng)絡參數(shù)，若中繼節(jié)點R同時滿足以下條件1)和條件2)，則使中繼節(jié)點R參與數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡傳輸成為中繼傳輸方式其中是上述的關于AR求導獲得的函數(shù)，(·)+＝max(0，·)，第一源節(jié)點發(fā)射功率PS1為第二源節(jié)點發(fā)射功率PS2為若中繼節(jié)點R不滿足條件1)或條件2)，則執(zhí)行步驟(12)；(5)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點分別計算出中繼節(jié)點R的轉(zhuǎn)發(fā)門限為γ1，γ2，計算方法為根據(jù)及得到γ的取值范圍為根據(jù)γ的取值范圍，使成立的γ值，即為中繼節(jié)點R的轉(zhuǎn)發(fā)門限γ，其中，βmin＝min{βi，i＝1，...，M}，βmax＝max{βi，i＝1，...，M}；(6)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點分別將上述計算出的發(fā)射功率和轉(zhuǎn)發(fā)門限告知中繼節(jié)點R；(7)在網(wǎng)絡協(xié)議第一數(shù)據(jù)傳輸階段，第一源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入校驗碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至中繼節(jié)點R和第二源節(jié)點，在網(wǎng)絡協(xié)議第二數(shù)據(jù)傳輸階段，第二源節(jié)點在發(fā)送數(shù)據(jù)中加入校驗碼，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至中繼節(jié)點R和第一源節(jié)點；(8)中繼節(jié)點R從上述接收的兩個轉(zhuǎn)發(fā)門限γ1和γ2中選取最大的門限值作為轉(zhuǎn)發(fā)門限值γ，當γ≤min{|h1R|2，|h2R|2}時，中繼節(jié)點R將第一源節(jié)點的數(shù)據(jù)和第二源節(jié)點的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼；當γ>min{|h1R|2，|h2R|2}時，執(zhí)行步驟(1)；(9)計算中繼節(jié)點R的發(fā)射功率PR，計算方法為當|h1R|2≥|h2R|2時，PR＝(SNRt-PS1|h1R|2)+/|h2R|2；當|h1R|2<|h2R|2時，PR＝(SNRt-PS2|h2R|2)+/|h1R|2；(10)在網(wǎng)絡協(xié)議第三傳輸階段，中繼節(jié)點R以發(fā)射功率PR將上述網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)同時發(fā)送給第一源節(jié)點和第二源節(jié)點；(11)第一源節(jié)點和第二源節(jié)點將中繼節(jié)點R轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)進行最大似然解碼后，與從直接鏈路接收的數(shù)據(jù)進行最大比合并，執(zhí)行步驟(13)；(12)在網(wǎng)絡協(xié)議第一傳輸階段，第一源節(jié)點以發(fā)射功率向第二源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；在網(wǎng)絡協(xié)議第二傳輸階段，第二源節(jié)點以發(fā)射功率向第一源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)；(13)第一源節(jié)點、第二源節(jié)點分別輸出接收到的信息。全文摘要本發(fā)明涉及一種分布式機會性中繼的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸
技術領域：
。在雙向的無線網(wǎng)絡傳輸中，多個候選的中繼節(jié)點通過分布式的選舉計數(shù)，選出一個中繼節(jié)點參與協(xié)作，由源節(jié)點決定采用直接傳輸?shù)姆绞交蛑欣^傳輸?shù)姆绞剑跐M足系統(tǒng)的服務質(zhì)量同時降低功耗。中繼節(jié)點判決是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并計算出其優(yōu)化的發(fā)射功率，將來自多個源節(jié)點的數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼后，同時發(fā)送至多個目的節(jié)點。各目的節(jié)點在接收端用最大似然的方法和最大比合并的方法接收數(shù)據(jù)，解碼出接收信息。本發(fā)明在只有部分的信道狀態(tài)信息情況下，通過分布式控制機制，對中繼節(jié)點的選取、網(wǎng)絡編碼和功率分配進行聯(lián)合優(yōu)化，能有效地應用于能量有效的雙向傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡。文檔編號H04L12/56GK101465814SQ20091007711公開日2009年6月24日申請日期2009年1月16日優(yōu)先權日2009年1月16日發(fā)明者周世東,京王,寧胡,鐘曉峰申請人:清華大學