基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及移动通信技术领域，具体设及一种基于快、慢速链路自适应融合的中 继选择方法。
【背景技术】
[0002] 安全协作网络中，由于广播的无线媒介的性质，系统覆盖领域内的所有用户都可 W窃听源信息。通信中信息保密的性能和保护通信链路不被可能的窃听者窃听，变得越来 越重要。传统无线网络中的信息隐私是高层协议找的领域，使用密码保密方案。然而，高层 实现的信息安全面对不断增加的潜在隐患的挑战。于是，为了进一步改进移动通信系统的 保密性能，人们开始关注物理层信息安全问题。快、慢速链路自适应方式都可W用于安全协 作网络和普通协作网络，但是目前在两种网络的中继选择中都没有考虑快、慢速链路自适 应技术的影响。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法，该方法分别针对 安全协作网络和普通协作网络，在快、慢速链路自适应融合的基础上，分别提供各自的中继 选择方法，有效地实现了采用链路自适应传输方式的协作通信系统的中继选择。本发明的 特点在于；（1)提出了一种区分信道状态变化频度的方法，信道状况变化越频繁，可视为信 道状况越不理想，依照此方法选择使用快速或者慢速链路自适应方式，有效实现了在实际 通信场景中两类链路自适应的融合，从而一定程度上提升了系统的性能并降低了系统的复 杂度。（2)区别于W往的中继选择方法，本发明所提中继选择方法考虑了链路自适应传输方 式，鉴于现实系统一般采用链路自适应传输，因此本发明所提方法能用于现实系统，具有现 实可行性。（3)在安全协作网络中继选择中兼顾了保密容量和是否使用干扰节点之间的切 换频度，在普通协作网络中将中继选择建立在对实际信道的判断基础之上，使得中继选择 更加合理，具有现实意义。
[0004] 下面阐述本发明的技术方案。
[0005] 一种基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法，所述方法包括安全译码转发 协作网络的中继选择和普通协作网络的中继选择。所述安全译码转发协作网络的中继选 择，包括如下步骤：
[0006] (1)选取两个中继节点，一个中继节点R用来正常传输数据，另一个节点J作为干 扰节点。
[0007] 似在干扰节点集合非空的前提下，如果使用干扰节点，则：
【主权项】
1. 一种基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法，所述方法包括： 安全译码转发协作网络的中继选择； 普通协作网络的中继选择； 所述安全译码转发协作网络的中继选择，包括如下步骤： (1) 选取两个中继节点，一个中继节点R用来正常传输数据，另一个节点J作为干扰节 占. (2) 在干扰节点集合非空的前提下，如果使用干扰节点，则：
如果不使用干扰节点，则：
其中分别是使用干扰节点时的候选中继节点和干扰节点；4是不使用干扰节点 时的候选中继节点；表示节点i到目的节点D之间链路的即时信噪比或者平均信噪比； 表示节点i到窃听节点E之间链路的即时信噪比或者平均信噪比；7:表示干扰节点j 到目的节点D之间链路的即时信噪比或者平均信噪比；表示干扰节点j到窃听节点E之 间链路的即时信噪比或者平均信噪比；i属于中继节点集合Cd，Cd为能够成功译码并转发来 自源节点信号的中继节点集合；干扰节点J属于干扰节点集合Jsrt，且J辛i，干扰节点集合 Jsrt由能够作为干扰节点的中继节点组成； (3) 若ma>i(C、(/_"/),Cv(<)) =C'v(/:(,./4)，则使用干扰节点，并选取4和J$ 继节点和干扰节点；若max(C'、(/_),/'),Cv(/_I.)) =Cv(/t)，则不使用干扰节点，并选取作为中 继节点。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述干扰节点的确定原则：当处于>7:状态 并持续一段时间t时，t>h，、为时间设定值，此节点能够作为干扰节点；否则，此节点不 可作为干扰节点。
3. 根据权利要求1所述的方法，所述普通协作网络的中继选择，包括如下步骤：（1) 通过估计得到第i(i= 1，2...Nd)个中继节点到目的节点D链路的即时信噪比样本为 耵分别求取该链路即时信噪比样本的均值VlA、方差vf、偏度vf和峰度 (2)假设该链路信道类型为巾，估计出信道参数，各种类型信道的即时信噪比概率密 NiD 度函数乃心-v-心心，其中，1、^、匕为描述不同信道类型 时的参数；根据即时信噪比概率密度函数得到假设信道类型为巾的信道即时信噪比的均 值 <、方差、偏度和峰度; (3) 计算：
取，」、ty、」胆的115^又1曰m夭坐y、ji次粧mtr」头卩小1曰迫夭坐，并确定信道参数Ni>D、 心、AU和 (4) 该链路梁用慢谏链路自话应时的中断概率：
该链路采用快速链路自适应时的中断概率：
其中：M为M-QAM调制的级数；2㈨=_[，W是高斯-Q函数；&」表示小于等于x的 最大整数；h表示比特数，/? = 1,2,..,丨og2 V%" ; k表示维度，灸=0,1...，(1-2 yVA/ -1 ; 1表示 Gamma分量的数目，1 = 1...，Nw (5) 根据argmin.丨d:1,: >选择中继节点；其中：R*为所选中继节点；当链 路采用快速链路自适应时，当链路采用慢速链路自适应时， 遭)d;j。
4.根据权利要求1或2或3所述的方法，所述方法还包括选择使用快速或者慢速链路 自适应技术的原则，所述原则如下： (1) 当^时，判断此链路信道状况为非频繁变化，适用快速链路自适应技术； (2) 当U(l< u u对，判断此链路信道状况为普通变化，在安全协作网络中选取仅 改变链路自适应方式的前提下使信道保密容量最大时对应的链路自适应方式；在普通协作 网络中选取仅改变链路自适应方式的前提下使中断概率最小时对应的链路自适应方式； (3)当uD>u1时，判断此链路信道状况为频繁变化，采用慢速链路自适应技术；其 中：uD为节点移动速度；为第一门限速度，10km/h彡彡30km/h;ui为第二门限速 度，40km/h<u^ 60km/h〇
【专利摘要】本发明公开了一种基于快、慢速链路自适应融合的中继选择方法，所述方法包括安全译码转发协作网络的中继选择和普通协作网络的中继选择。本发明的特点：(1)提出了一种区分信道状态变化频度的方法，依照此方法选择使用快速或者慢速链路自适应方式，提升了系统的性能并降低了系统的复杂度。(2)鉴于现实系统一般采用链路自适应传输，因此本发明所提方法能用于现实系统，具有现实可行性。(3)在安全协作网络中继选择中兼顾了保密容量和是否使用干扰节点之间的切换频度，在普通协作网络中将中继选择建立在对实际信道的判断基础之上，使得中继选择更加合理，具有现实意义。
【IPC分类】H04W40-22
【公开号】CN104703246
【申请号】CN201510071665
【发明人】谭琛, 肖琨
【申请人】广西师范大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月11日