用于解决多用户无线网络协作冲突的中继选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明协作通信的技术领域，具体设及用于解决多用户无线网络协作冲突问题的 中继选择方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，协作通信技术发展迅速，由于只需在每个设备上配置单根天线，通过用户 间的资源共享就能够达到与多输入多输出系统相同的分集效果，降低了成本的同时还缩减 了系统体积，因此越来越多的研究者致力于协作通信技术的研究。其中，单中继的协同方法 W其简单易实现的优势被广泛地认为是一种可靠的通信技术，但在多用户协作网络场景中 应用单中继协同技术存在着最佳中继冲突问题。目前，有关针对解决该问题的研究比较有 限。ElzbietaBeres等人提出了在多用户网络中的最优选择，按序选择和分布式选择=种 中继选择方法，在一定程度上降低了多用户网络最佳中继选择冲突的可能。 阳003] 然而，ElzbietaBeres等人提出的选择方法存在着一些不足，其中的分布式方法， 在每个用户只考虑一个有效中继节点的情况下，节点冲突的可能仍然会比较高。
[0004] 本发明针对多用户无线协作网络，采用=种可靠的集中式选择方法协调选择出每 个用户的最佳中继，包括最优中继选择和次优中继选择方法，次优中继选择方法又分别从 用户和中继节点两种角度进行中继选择，相比于之前的中继选择方法，本发明能够更好地 改善多个用户最佳中继选择冲突的问题。
【发明内容】
[0005] 针对W上现有的不足，提出了一种对中继选择冲突问题有所改善、提高整个网络 的传输可靠性的中继选择方法。。本发明的技术方案如下：一种用于解决多用户无线网络协 作冲突的中继选择方法，包括采用最优中继选择法进行中继选择的步骤，其中所述无线网 络为协作网络，包含M个用户和M个相应的目的节点，无线网络中没有中继节点，当一个用 户传输数据时，其他用户就被认为是中继节点，各个用户相互协作，其特征在于，中继选择 方法还包括次优中继选择法；所述次优中继选择方法包括分别从用户角度进行中继选择的 步骤和中继节点角度进行中继选择的步骤。
[0006]进一步的，所述网络中用户的传输过程如下：首先，用户Si发送数据给自己的目的 节点山，其他M-I个用户尝试接收Si的数据，接收成功的用户加入第一集合A1 (Si);其次， 若用户Si的数据传输成功，目标节点返回确认ACK帖给S1，不需要进行协作传输；若传输失 败，目的节点W与Si相同的速率反馈否决NACK帖，Ai(Si)中能够成功接收NACK帖的用户加 入第二集合Az(Si),在第二集合Az(Si)中选择出最佳中继并由该中继节点将数据转发给目 的节点山。
[0007] 进一步的，所述采用最优中继选择法进行中继选择的步骤具体为：将每个用户的 中继选择情况，即集合Az(Si)中的所有节点进行全遍历，从所有的中继选择情况中选择一 组中继节点使得M条传输链路成功的个数最大化，可表示如下：
[0008] {?-(A)，...；)} =一，' J '甲ax /'如)，…，％為,;r (? )} ( 1 ) 巧r化.片.别A J居-Uv.')、
[0009] 其中，函数f(0表示为传输成功的链路数，S油;Hs 1)表示为第i个用户和其对 应的目的节点在中继节点r(Si)的作用下进行协作传输。
[0010] 进一步的，次优中继选择法中，所述从用户角度进行中继选择的步骤具体为：（同 权利要求书中的问题） W11] 设IAz(Si)I表示用户Si的集合Az(Si)中中继节点的个数，则具体步骤如下： 阳01引第1步：将IAz(Si)I按照从小到大的顺序排列，选出最小值IAz(S)Lm;
[001引第2步：若IAz(S)U= 1，则选择运唯一的节点为该用户的最佳中继节点，若IAz(S)Lm> 1，贝>1由主控节点判断Az(S)min中各中继节点被共享的次数，选择被共享次数少 的节点作为中继，若存在多个共享次数最小的，则随机选择一个，设被选择的节点为ri;
[0014]第3步：更新剩余所有与ri有关的集合Az(Si)，将ri从运些集合中删除；
[0015] 第4步：返回到步骤1继续进行迭代过程，直到M个用户完成中继选择。
[0016] 进一步的，次优中继选择法中，中继节点角度进行中继选择的步骤具体为：设 Asb)表示的是所有分享中继节点用户的集合，IAsb)I表示中继节点共享集合中用 户的个数，贝U
[0017] 第1步：将中继节点按照被共享的次数N从小到大排序，选出N最小的中继节点 Tl; 阳〇1引第2步：若lAsh)I= 1，则将ri分配给运唯一的用户；若lAsh)I> 1，则将共享ri的所有用户的IAz(Si)I从小到大排序，优先选择IAz(Si)I小的用户进行分配，如果存在多 个最小的情况，则ri随机选择一个用户进行协作，设被协作的用户为S 1;
[0019]第3步：更新剩余所有包含Si的共享集合，将S1从运些集合中删除；
[0020] 第4步：返回到步骤1继续进行迭代过程，直到M个用户完成中继选择。
[0021] 本发明的优点及有益效果如下：
[0022] 本发明提出的立种中继选择方法中，最优选择方法的性能最好，但复杂度最高，两 种次优选择方法的性能次之，复杂度相对较低，=种方法都能较好地改善多用户无线网络 的冲突问题。尤其是两种次优的中继选择方法，充分利用了反馈机制带来的优势，即每个用 户存在多个有效的中继节点，从用户角度进行中继选择的方法考虑到让有效中继个数少的 用户优先进行中继选择，而从中继节点角度进行中继选择的方法则是考虑到优先分配被共 享次数少的中继，两种方法的目标均是为了尽可能地避免冲突发生，从而提高无线通信系 统的传输可靠性。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明提供优选实施例从用户角度分析的次优中继选择方法流程图；
[0024]图2是本发明从中继节点角度分析的次优中继选择方法流程图。 具体实施例
[00巧]W下结合附图，对本发明作进一步说明：
[00%] 用于解决多用户无线网络协作冲突问题的中继选择方法，首先设定该多用户无 线协作网络有M个用户，分别表示为Si,S2,…，Sm,M个目的节点，分别表示为di，d2,…，dM， 没有中继节点，各个用户间相互协作。当用户Si发送数据时，其他M-I个用户尝试接 收Si的数据，即充当中继节点的角色。各个信道间相互独立且服从瑞利衰落模型。设用 户Si与其对应的目的节点CU之间的信道增益为馬,4 ,用户与中继节点间的信道增益为 …，中继节点与目标节点间的信道增益为。对于信道对等性方 面，假设所有的信道都是可逆的，等效的，即A、,/ =A,a.、，A、.,. 二。不失一 般性，系统在传输数据时会受到均值为0,方差为N。的加性高斯白噪音的干扰。假设网络中 的每个节点均配置单根天线且采用半双工模式，用户与目的节点之间的传输频率效率为R。
[0027] 用户的传输过程为：首先，用户Si发送数据给自己的目的节点，M-I个用户