，max{ ? }表示取最大值；记用户u到第i个中继节点之间 链路的预测信道系数为hul，用户u到第i个中继节点之间链路的测量信道系数为￡;pU1 为hul和的相关系数； < 为L的方差；4为第i个中继节点处用户U的噪声的方差；NU1为第i个中继节点处用户u的干扰信号个数；n= 1，2,. . .，NU1，表示第n个干扰信号；记 第i个中继节点处用户u的第n个干扰信号的预测信道系数为C，第i个中继节点处用户 u的第n个干扰信号的测量信道系数为f; 为f和慰的相关系数；/f为第i个中继节 点处用户u的第n个干扰信号的发射功率；为0 -纪的方差；j(j= 1，2,. . .，Nralay)、m(m=1，2, ? ? ?，Nui)都是下标。
[0100] 在特定的能量限制下最小化所有用户的通信中断概率均值之和可以算出用户的 发射功率集合P，具体的解法可参照几何规划问题的解法，已有现成算法，此处不赘述。
[0101] (2)测量分配功率P下用户U到第i个中继节点之间链路的信干噪比 ，双=1，2,…，/ = 1*2,…，义_，即为用户u到第i个中继节点之间链 路的测量信干噪比；计算用户u到中继节点i之间链路的预测信干噪比， ? = 1，2,一，#嫩.，义=1，2"."#_,〇/^通过如下预测算法算出：，:=犬;+ 服从概率密度函数（pdf)为/A," ) ( ?e 乂^，fe)的分布的随机数，
[0107] 根据特定的分布产生随机数的方法已有现成算法，本发明不再赘述。
[0108] (3)按照用户业务对QoS(服务质量，QualityofService)要求的高低次序分别 为用户u选中继，选取具有最大的用户u到各中继之间链路的预测信干噪比的中继节点为 用户u进行数据转发
中继即为所选用来为用户u转发信息的中继。 如果用户业务对QoS(服务质量，QualityofService)要求的高低次序相同，则按照随机 次序给这些用户选中继。同一个中继可以被不同的用户选择，如果该中继已经超负荷，则选 择该中继的用户需要重新选择其他未超负荷的中继进行转发信息。
[0109] 下面用具体的数据事例对本发明作一演算说明，可以更好的体现本发明的效果。
[0110] 系统中有4个用户，3个DF中继，即Nusel=4，Nrelay= 3。
[0111][中继选择方案一]:
[0112] (1)计算用户u到中继节点i之间链路的预测信干噪比；，"= 1,2,3,4， /二1, n
[0113]通过测量可得到《= 1二3,4，/ = 1二3,如下：
[0118] 随机生成服从概率密度函数（pdf)为/A" ( ? =1,2,3,4，i= )的分布的随机数AU1，u = 1，2, 3, 4, i = 1，2, 3,如下：
[0114]
[0115]
[0116]
[0117]
[0128] (2)按照用户业务对QoS(服务质量，QualityofService)要求的高低次序分别 为用户u选中继，选取具有最大的用户u到各中继之间链路的预测信干噪比的中继节点为 用户u进行数据转发
中继f即为所选用来为用户u转发信息的中继。 l^relay 'U
[0129] 则由（1)中的I：得^ (? = 1，2,3,4，i二1，2,3 >，如下：
[0134][中继选择方案二]:
[0135] (1)在特定的能量限制下最小化所有用户的通信中断概率均值之和以分配各用户 的发射功率，得出用户的发射功率集合P，P= {Pi，P2,P3,PJ:
Q
[0139] 通过解上述功率分配问题，可以得出用户的发射功率集合P= = {12. 5, 3. 75, 5, 3. 75}。
[0140] (2)测量分配功率P下用户u到第i个中继节点之间链路的信干噪比，u= 1，2, 3, 4,i= 1，2, 3〇
[0141] 在分配功率P下通过测量可得到？《 =1,2,3,4，i=1,2,3，如下：
[0156] (3)按照用户业务对QoS(服务质量，QualityofService)要求的高低次序分别 为用户u选中继，选取具有最大的用户u到各中继之间链路的预测信干噪比的中继节点为
【主权项】
1. 一种基于CSI预测的多用户中继选择方法，所述方法包括： (1) 计算用户U到中继节点i之间链路的预测信干噪比;^v，/I, =K; + ; (2) 按照用户业务对服务质量QoS要求的高低次序分别为用户u选择中继节点，比较用 户u到各中继节点之间链路的预测信干噪比大小，选取具有最大预测信干噪比的中继节点 为用户u进行转发信息； 其中：u是用户序号，uGSUSCT，Susct是含Nusct个用户的用户集，Susct= {1，2，...，NusJ;i是中继节点序号，iGSrelay，Srelay是含Nrelay个DF(Decode-and-Forward，译码转发）类型 的中继节点集，Sralay= {1，2，...，Nralay}是用户u到中继节点i之间链路的测量信干 噪比，Aui为服从概率密度函数为/A" 的分布的随机数；上述式中： exp( ?)表示指数函数，max{ ? }表示取最大值； hul为用户u到第i个中继节点之间链路的预测信道系数； 4??为用户u到第i个中继节点之间链路的测量信道系数； Pui为hUJP 的相关系数； Pu为用户u的发射功率； <为的方差； <4为第i个中继节点处用户U的噪声的方差； Nui为第i个中继节点处用户u的干扰信号个数；n= 1，2, ...，NU1，表示第n个干扰信 号； C为第i个中继节点处用户u的第n个干扰信号的预测信道系数； 化为第i个中继节点处用户U的第n个干扰信号的测量信道系数； <为/C和圮的相关系数； 巧"为第i个中继节点处用户u的第n个干扰信号的发射功率； 4为C1的方差；m(m= 1，2, ? ? ?，Nui)是下标。2. -种基于CSI预测的多用户中继选择方法，所述方法包括： (1)在特定的能量限制下最小化所有用户的通信中断概率均值之和以分配各用户的发U是用户序号，uGSUSCT，Susct是含Nusct个用户的用户集，Susct= {1，2，...，NusJ;i是中继节点序号，丨￡51^，51^是含1'11^个0?(〇6(30(16-311(1-?0^31(1，译码转发）类型的中 继节点集，Srelay= {1，2,...，U; 卩。表不用户u的发射功率，AC?…尽分别为u= 1，2,. . .，Nusct时的Pu; Ju(Pu)是用户u的通信中断概率均值； KL代）为中继节点i被用户u选择的概率； 为用户u到第i个中继节点之间的链路发生中断的概率，yA链路发生中断 的信干噪比阈值； Et为归一化的可用的总能量，Cn为归一化的可分配给用户u的最小能量，为归一 化的可分配给用户u的最大能量； exp( ?)表示指数函数，max{ ? }表示取最大值； hul为用户u到第i个中继节点之间链路的预测信道系数； ^为用户u到第i个中继节点之间链路的测量信道系数； PU1ShUJP4?.的相关系数；t为I-4的方差； <为第i个中继节点处用户u的噪声的方差； Nui为第i个中继节点处用户u的干扰信号个数；n= 1，2,...，NU1，表示第n个干扰信 号； <为第i个中继节点处用户u的第n个干扰信号的预测信道系数； #为第i个中继节点处用户u的第n个干扰信号的测量信道系数； Z为W和纪的相关系数； 为第i个中继节点处用户u的第n个干扰信号的发射功率； 为零-礙的方差； j(j= 1，2, ? ? ?，Nrelay)、m(m= 1，2, ? ? ?，Nui)都是下标。 (2) 测量分配功率P下用户u到第i个中继节点之间链路的信干噪比;; (3) 计算用户u到中继节点i之间链路的预测信干噪比/:，+A';: (4) 按照用户业务对服务质量QoS要求的高低次序分别为用户u选取中继节点，比较用 户u到各中继节点之间链路的预测信干噪比大小，选取具有最大预测信干噪比的中继节点 为用户u进行转发信息； 其中： Aui为服从概率密度函数为的分布的随机数；3. 根据权利要求1或2所述的方法，还包括：如果用户业务对服务质量QoS要求的高 低次序相同，则按照随机次序给这些用户选择中继节点。4. 根据权利要求3所述的方法，还包括：同一个中继节点可以被不同的用户选择，如果 该中继节点已经超负荷，则选择该中继节点的用户需要重新选择其他未超负荷的中继节点 进行转发信息。
【专利摘要】本发明公开了一种基于CSI预测的多用户中继选择方法，所述方法包括：方案一，按照用户业务对QoS要求的高低次序分别为用户选中继，选取具有最大的用户到各中继之间链路的预测信干噪比的中继节点为用户进行数据转发。方案二，首先在特定的能量限制下最小化所有用户的通信中断概率均值之和进行功率分配，测量分配功率下的信干噪比，再计算预测信干噪比，然后按照用户业务对QoS要求的高低次序分别为用户选中继，选取具有最大的用户到各中继之间链路的预测信干噪比的中继节点为用户进行数据转发。本发明有效克服了过时CSI对系统性能的影响，充分考虑了用户间的干扰，更贴近实际，更能保障系统性能，并且操作简单、计算量少、精度较高。
【IPC分类】H04W40/22
【公开号】CN105050155
【申请号】CN201510513770
【发明人】覃彩玲, 肖琨
【申请人】广西师范大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月20日