一種利用中繼間信道的選擇協(xié)作傳輸方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種利用中繼間信道的選擇協(xié)作傳輸方法。
【背景技術】
[0002]近分集技術和多天線(Μπω)技術能有效對抗無線通信中的衰落問題，增強系統(tǒng)的傳輸能力。但大多數(shù)的無線設備，由于體積、成本、硬件等限制因素，無法安裝或使用多個天線。為了能夠在這些無線設備和無線網(wǎng)絡中發(fā)揮多天線技術的優(yōu)勢，協(xié)作通信技術應運而生并迅速發(fā)展。協(xié)作通信技術通過相應的協(xié)作協(xié)議，將多個單天線無線設備聯(lián)合起來，并借助無線電傳播的廣播特性，使各單天線設備可以共享彼此的天線，構成一個虛擬的多天線系統(tǒng)，發(fā)揮多天線聯(lián)合通信的優(yōu)勢，有效地改善無線通信系統(tǒng)的傳輸性能。
[0003]在協(xié)作通信技術中，選擇協(xié)作通信技術由于其具有選擇協(xié)作策略復雜度低、易于實施等特性，更容易部署到實際的無線網(wǎng)絡中，尤其是對于傳輸速率要求不太敏感，但對資源利用率要求高的無線傳感網(wǎng)中。然而，傳統(tǒng)選擇協(xié)作方法多只依賴中繼-目的信道，尤其是最優(yōu)的中繼-目的信道來進行協(xié)作傳輸，其并未能充分利用所有可用信道來獲取分集增益。因此，合理地制定有效的選擇協(xié)作方法，充分利用所有可用信道(中繼-目的、中繼-中繼信道)進行協(xié)作傳輸，可進一步提升無線通信的系統(tǒng)性能。

【發(fā)明內容】

[0004]針對以下現(xiàn)有的不足，提出了一種提高無線通信系統(tǒng)傳輸性能的利用中繼間信道的選擇協(xié)作傳輸方法。本發(fā)明的技術方案如下:一種利用中繼間信道的選擇協(xié)作傳輸方法，其包括以下步驟:101、源節(jié)點向目的節(jié)點直接傳輸數(shù)據(jù)，若目的節(jié)點解碼成功，目的節(jié)點廣播確認幀ACK，告知中繼節(jié)點不需要協(xié)作，本次傳輸結束;解碼不成功則廣播非確認幀NACK，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行步驟102;
[0005]102、成功解碼源節(jié)點數(shù)據(jù)的中繼節(jié)點形成解碼集合N(s)，成功接收NACK幀的中繼節(jié)點形成中繼集合N(d)，解碼源節(jié)點數(shù)據(jù)以及非確認幀NACK都成功的中繼節(jié)點在時間窗口h內采用分布式競爭法競爭最優(yōu)中繼，其余中繼保持監(jiān)聽狀態(tài)，選擇出的最優(yōu)中繼直接向目的節(jié)點轉發(fā)數(shù)據(jù)，本次傳輸結束；否則，沒有中繼同時成功解碼源節(jié)點數(shù)據(jù)和NACK幀，處于監(jiān)聽狀態(tài)的中繼在h時間內未檢測到忙信道狀態(tài)，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行步驟103;
[0006]103、系統(tǒng)選擇出可用的中繼-中繼-目的協(xié)作鏈路完成協(xié)作數(shù)據(jù)的傳輸，本次傳輸結束;否則，系統(tǒng)產生中斷事件。
[0007]進一步的，步驟103選擇出可用的中繼-中繼-目的協(xié)作鏈路的步驟具體包括:
[0008]A、中繼集合N(d)中的節(jié)點將排序并向解碼集合N(s)中的節(jié)點廣播一個聲明幀DECF，開始利用中繼-中繼信道進行協(xié)作傳輸；
[0009]B、當輪到中繼集合N( d)中的中繼節(jié)點η廣播聲明幀DECF時，中繼集合N(d)中的剩余節(jié)點在時間窗口 T2內保持監(jiān)聽狀態(tài)；
[0010]c、解碼集合N(s)中能正確收到來自中繼集合N(d)中的中繼節(jié)點ri發(fā)送的聲明幀DECF的中繼構成一個競爭集合Ν(Γι);然后，競爭集合Ν(Γι)中的中繼采用分布式競爭方式法競爭出ri的協(xié)作中繼；
[0011]D、當中繼節(jié)點ri的協(xié)作中繼被選擇出，該協(xié)作中繼將向中繼節(jié)點^轉發(fā)協(xié)作數(shù)據(jù)，然后中繼節(jié)點ri再向目的節(jié)點轉發(fā)接收的協(xié)作數(shù)據(jù)，完成本次數(shù)據(jù)傳輸;否則，在T2時間窗口內，N(d)中的剩余中繼未檢測到忙信道狀態(tài)，即ri的協(xié)作中繼未被有效選擇出來，剩余中繼繼續(xù)定時回退排序，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行步驟104;
[0012]E、當N(d)中排序在最后一個的中繼廣播完其DECF幀，并且仍沒有相應的協(xié)作中繼被選擇出來時，本次傳輸結束，系統(tǒng)產生中斷。
[0013]進一步的，所述步驟B，中繼集合N(d)中的中繼節(jié)點以分布式方式進行排序，SPN(d)中各中繼節(jié)點啟動一個定時器，該定時器初始值與中繼-目的信道值成反比，信道質量最好的中繼將最先廣播DECF幀，當一個中繼廣播DECF幀后，其余中繼冷凍相應的定時器，并保持監(jiān)聽狀態(tài)。
[0014]進一步的，所述分布式競爭法具體為:首先中繼開啟一個定時器進行回退，該定時器初始值與相應的目的-中繼信道質量LQI成反比，擁有最好目的-中繼信道質量的中繼將首先競爭出來，成為最優(yōu)中繼;然后選擇出的最優(yōu)中繼直接向目的節(jié)點轉發(fā)數(shù)據(jù)，本次傳輸結束;否則，沒有中繼同時成功解碼源節(jié)點數(shù)據(jù)和NACK幀，處于監(jiān)聽狀態(tài)的中繼在Ti時間內未檢測到忙信道狀態(tài)，系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行步驟103。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果如下:
[0016]本發(fā)明利用中繼間信道的選擇協(xié)作傳輸方法不僅利用了無線協(xié)作網(wǎng)絡中的中繼-目的信道進行協(xié)作傳輸，更充分利用了中繼-中繼信道進行選擇協(xié)作傳輸，提高了信道資源的利用率，能進一步提高無線通信系統(tǒng)傳輸可靠性;其次，該方法合理地利用反饋機制以及分布式中繼選擇方法，使得該選擇協(xié)作方法更易于實現(xiàn)，更容易被部署到實際的無線網(wǎng)絡中。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明利用中繼間信道的選擇協(xié)作方法的無線協(xié)作網(wǎng)絡模型；
[0018]圖2是本發(fā)明提供優(yōu)選實施例中繼間信道進行選擇協(xié)作傳輸?shù)牧鞒虉D。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖，對本發(fā)明作進一步說明:
[0020]如圖1所示，圖1給出了采用一種利用中繼間信道的選擇協(xié)作方法的無線協(xié)作網(wǎng)絡基本模型，整個數(shù)據(jù)傳輸可分為三個傳輸階段:直接傳輸、中繼-目的直接協(xié)作傳輸、中繼_中繼-目的協(xié)作傳輸；圖2給出了各個傳輸階段的詳細流程圖，子圖a描述了直接傳輸流程，子圖b和子圖c描述了中繼-目的直接協(xié)作傳輸?shù)牧鞒?，子圖d和子圖e描述了中繼-中繼-目的協(xié)作傳輸?shù)牧鞒獭?br>[0021]步驟1:如圖2(a)所示，源節(jié)點S向目的節(jié)點D直接傳輸數(shù)據(jù);在源節(jié)點S與目的節(jié)點D之間的中繼節(jié)點中，成功解碼源節(jié)點S數(shù)據(jù)的中繼節(jié)點構成集合N(s);若目的節(jié)點解碼成功，其反饋確認幀ACK，告知中繼節(jié)點不需要協(xié)作，本次傳輸結束；
[0022]步驟2: