最优中继选择方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Optimal relay selection method and device

The embodiment of the invention provides an optimum relay selection method and a device, which is applied to a wireless energy collection type relay transmission system comprising a source node, a destination node and a plurality of relay nodes. Among them, the method includes for each relay node, computing power allocation coefficient of the relay node, according to the power from the source node power allocation coefficient on the relay node received is assigned to the relay node decoding, the decoding result for multiple relay nodes, judging whether the decoding result is correct, if correct, would the decoding of the relay node corresponding to save the collection, select the relay node to the destination node in the collection link SNR maximum relay nodes as the optimal relay for information forwarding. The invention is based on the dynamic power distribution realization of the relay node, and can effectively improve the energy utilization efficiency and realize the green of the communication system under the premise of ensuring the performance of the existing communication system.

【技术实现步骤摘要】
最优中继选择方法和装置
本专利技术涉及协作通信
，具体而言，涉及一种最优中继选择方法和装置。
技术介绍
经专利技术人研究发现，现有的无线能量收集型中继网络(EnergyHarvestingCooperativeNetworks，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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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专利技术实施例的技术方案，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专利技术的某些实施例，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为本专利技术实施例提供的最优中继选择装置的应用场景示意图。图2为本专利技术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为本专利技术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为本专利技术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专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术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专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。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，为本专利技术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，本专利技术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，所述无线能量收集本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。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。3.根据权利要求2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。4.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。5.根据权利要求4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...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏洪星，
申请(专利权)人：湖北工程学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42