本发明公开了基于中断概率的多传感器节点传输选择方法。
背景技术：
在传感器网络中随着传感器节点的增加，更多的通信资源会被消耗，如果在传感器网络中采用协同通信的技术，可以将某些处于休眠状态的传感器节点当作可以进行消息转发的中继节点，这样就可以有效的共享传输资源。而中断概率是中继传输链路选择的重要标准和评价方式。每个固定的接收端有固定的速率门限，如果接收到的数据流的速率低于这个门限，系统的传输链路就会产生中断。另外，协作通信作为一种新的通信方式，它在系统中引入了中继信道，中继信道和直传信道相比，是一种直传信道的辅助信道。协作通信系统中的中继节点距源节点有一定的距离，这个距离一般为几个波长，因此可以把中继信道和直传信道之间的衰落看成是独立的。在无线通信环境下，为了获得分集增益，可以选择一个固定的或者移动的中继基站对接收到的信源端数据进行处理并转发给目的端，通过在目的端进行合并达到分集效果。现有的两跳多中继多用户网络结构，这是一种较为复杂的网络结构，多中继传输在相同的时频资源上，能够更好的为用户提供服用，但这种网络结构会导致干扰增大，因此在这种网络结构中，如何能够有效减小干扰意义重大。随着用户的增加，多媒体业务的不断出现，用户对于服务质量的要求越来越高，在这种系统中怎么进行中继选择和资源分配已成为一大挑战，整个协作通信过程分为2个阶段：第一个阶段，源节点广播其需要发送的数据，被选择出来的中继节点和目的节点同时接收源节点的数据。第二个阶段，中继节点将接收到的数据模拟处理后转发给相应的目的节点。
技术实现要素：
本发明为了解决现有技术的问题，提供了根据传输链路是否会发生中断来选择进行消息的转发的中继节点的基于中断概率的多传感器节点传输选择方法。
本发明的具体方案：基于中断概率的多传感器节点传输选择方法，所述多传感器节点传输选择方法包括如下步骤：第一步：获取信道状态信息：由网络中的源节点向所有中继发送导频信号，同时目的节点向所有中继发送导频信号，并且两个导频信号正交，使中继准确得到相应的信道状态信息；
第二步：判断是否需要中继转发：源节点通过广播方式广播信息，目的端收到后便对其做译码并检测；第三步：确定协作策略：按照源节点到中继节点是否出现中断事件，其分为两种情况；第四步：选择合适的中继节点。
作为本发明进一步限制地，所述第二步包括两种情况：（1）如果源节点与目的节点间传输链路容量大于接收端的最小传输速率门限值说明目的节点，正确解出信息，无需中继参与，传输链路为直传链路；（2）如果源节点与目的节点传输链路容量小于最小传输速率门限值表明目的端无法准确解出信息，需要中继帮助转发。
作为本发明进一步限制地，所述第三步包括两种情况：（1）如果源节点与中继节点之间的链路容量小于最小传输速率门限值，表明发生了中断事件，中继节点无法成功解出源发出的信息，则根据这一情况自适应选择放大转发策略进行转发；（2）如果源节点与目的节点间传输链路容量大于最小传输速率门限值,表明中继节点正确解出源节点的信息，则根据这一情况选择解码转发策略进行转发。
作为本发明进一步限制地，所述中继节点包括六个步骤：第一，将所有中继节点放入候选结合，计算出每个中继到目的端的链路信噪比r，得出信噪比后按照r从小到大进行排序，排序后放入候选集合，候选集合中一共有n个中继节点；第二，初始化系统容量c，确定一个信噪比门限，这里令其等于源到各个中继链路的信噪比的平均值y；第三，初始化m=n；第四，m=m--，如果m=0,则表示集合中没有合适的中继节点；第五，如果通过中继节点转发之后，中继节点与目的节点间的信道容量小于最小传输速率门限值，则回到4重新选择中继节点，并在候选集合中删除该节点；第六，根据得到的候选中继节点数目，计算出最小的中断概率准则，得到最佳中继节点数目。
本发明的有益技术效果：本发明的基于中断概率的多传感器节点传输选择方法，根据源节点到目的节点之间的链路容量与保证信息正确解码的最小传输速率进行比较，判断链路是否会发生中断，如果发生中断则中继采用放大转发的方式转发消息；如果链路不发生中断则采用解码转发的方式转发消息，确定好转发方式之后，根据接收端可以正确解码的最小信噪比门限选取合适的传感器节点来转发消息，通过传输链路中断性能的判断，可以提高整个网络的覆盖范围；提升网络的吞吐量，改善系统的性能；以达到用户不断增长的通信需求，并且扩大网络覆盖范围，提升网络吞吐量，改善系统性能，满足用户不断增长的通信需求，显著提升性能，使得处在边缘位置的用户也能得到较好通信质量。
附图说明
图1是本发明实施例的基于中断概率的多传感器节点传输选择方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图多本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明实施例的基于中断概率的多传感器节点传输选择方法，该算法根据实际情况选择采用的转发策略并确定候选中继集合，算法的步骤如下：
第一步：获取信道状态信息：由网络中的源节点向所有中继发送导频信号，同时目的节点也向所有中继发送导频信号，并且两个导频信号正交，使中继准确得到相应的信道状态信息。
第二步：判断是否需要中继转发:源节点通过广播方式广播信息，目的端收到后便对其做译码并检测；
（1）如果源节点与目的节点间传输链路容量大于接收端的最小传输速率门限值说明目的节点可以正确解出信息，那么无需中继参与，传输链路可以为直传链路；
（2）如果源节点与目的节点传输链路容量小于最小传输速率门限值表明目的端无法准确解出信息，需要中继帮助转发；
第三步：确定协作策略。按照源节点到中继节点是否出现中断事件，可分为两种情况；
（1）如果源节点与中继节点之间的链路容量小于最小传输速率门限值，那么表明发生了中断事件，这种情况下中继节点无法成功解出源发出的信息，则根据这一情况自适应选择放大转发策略进行转发；
（2）如果源节点与目的节点间传输链路容量大于最小传输速率门限值,那么表明中继节点可以正确解出源节点的信息，则根据这一情况选择解码转发策略进行转发；
第四步：选择合适的中继节点。
具体步骤如下：
1.将所有中继节点放入候选结合，计算出每个中继到目的端的链路信噪比r，得出信噪比后按照r从小到大进行排序，排序后放入候选集合，候选集合中一共有n个中继节点；
2.初始化系统容量c，确定一个信噪比门限，这里令其等于源到各个中继链路的信噪比的平均值y；
3.初始化m=n；
4.m=m--，如果m=0,则表示集合中没有合适的中继节点；
5.如果通过中继节点转发之后，中继节点与目的节点间的信道容量小于最小传输速率门限值，则回到4重新选择中继节点，并在候选集合中删除该节点；
6.根据得到的候选中继节点数目，计算出最小的中断概率准则，得到最佳中继节点数目。
进一步地，作为基于中断概率的多传感器节点传输选择方法，协作通信本质上是一种空间分集技术。由于无线电波采用广播式传输，通过广播，系统中任何一个节点都可以接收到来自其他节点传输的信息，然后通过一定的方式处理，之后转发给目的端，从而获得分集增益。
本发明的基于中断概率的多传感器节点传输选择方法，具有的优点为：1、扩大网络覆盖范围：运用协作通信技术能够获得分集增益和复用增益等，这些增益的获得能够降低系统的传输功率、增大覆盖范围，提升系统容量，从而使性能得到提高；2、提升网络吞吐量，改善系统性能：在信噪比很小时，网络性能较差，中断概率较大，而信噪比增大，中断概率随之下降，同时本文提出的算法相对于其他两种方案而言能够获得更优的中断概率。在信道状态差时，即信噪比很低时，不同方案的中断概率接近，然而随着信噪比的不断增大，模拟仿真结果显示本方案优势越来越明显。3、满足用户不断增长的通信需求：现有的传统蜂窝式无线通信网络，其覆盖范围有限，对于处在小区边缘的用户，通常不能实现很好的覆盖，而中继协作技术的运用，能够有效扩大覆盖范围，使小区边沿和小区中心得到平衡，显著提升性能，使得处在边缘位置的用户也能得到较好通信质量。
本发明的基于中断概率的多传感器节点传输选择方法，根据源节点到目的节点之间的链路容量与保证信息正确解码的最小传输速率进行比较，判断链路是否会发生中断，如果发生中断则中继采用放大转发的方式转发消息；如果链路不发生中断则采用解码转发的方式转发消息，确定好转发方式之后，根据接收端可以正确解码的最小信噪比门限选取合适的传感器节点来转发消息，通过传输链路中断性能的判断，可以提高整个网络的覆盖范围；提升网络的吞吐量，改善系统的性能；以达到用户不断增长的通信需求，并且扩大网络覆盖范围，提升网络吞吐量，改善系统性能，满足用户不断增长的通信需求，显著提升性能，使得处在边缘位置的用户也能得到较好通信质量。需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。