節(jié)點(diǎn)，N個所述中繼節(jié) 點(diǎn)的天線稱為接收天線；在第二個傳輸階段，被指定參與傳輸?shù)闹欣^發(fā)送接收到的信息，目 的節(jié)點(diǎn)接收信息，此時N個所述中繼節(jié)點(diǎn)為發(fā)射節(jié)點(diǎn)，N個所述中繼節(jié)點(diǎn)的天線稱為發(fā)射天 線，所述目的節(jié)點(diǎn)為接收節(jié)點(diǎn)，所述目的節(jié)點(diǎn)的天線稱為接收天線。
[0069] 圖2為本發(fā)明所述基于節(jié)點(diǎn)分類的天線選擇和中繼選擇方法的流程圖，如圖2所 示，一種基于節(jié)點(diǎn)分類的天線選擇和中繼選擇的方法，包括以下步驟：
[0070] 步驟S1，將在第一個傳輸階段的源節(jié)點(diǎn)與N個中繼節(jié)點(diǎn)組成的N組節(jié)點(diǎn)組合稱為 前節(jié)點(diǎn)組合對，將在第二個傳輸階段的N個中繼節(jié)點(diǎn)分別與目的節(jié)點(diǎn)組成的N組節(jié)點(diǎn)組合 稱為后節(jié)點(diǎn)組合對，前節(jié)點(diǎn)組合對和后節(jié)點(diǎn)組合對統(tǒng)稱為節(jié)點(diǎn)組合對；
[0071] 通過信道估計等方式獲取所有節(jié)點(diǎn)組合對的信噪比和信道矩陣；其中， 分別表示前節(jié)點(diǎn)組合對中源節(jié)點(diǎn)到第k個中繼節(jié)點(diǎn)的鏈路的信噪比和信道矩 陣，表示后節(jié)點(diǎn)組合對中第k個中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的鏈路的信噪比和信道矩 陣，kG1，2,…，N，信噪比的單位為dB，前節(jié)點(diǎn)組合對和后節(jié)點(diǎn)組合對的信噪比和信道矩陣 分別表示如下：
[0074] H包括一個節(jié)點(diǎn)組合對中所有發(fā)射天線和接收天線之間的信道沖擊響應(yīng)；若發(fā) 射節(jié)點(diǎn)有NTx個發(fā)射天線，其中1彡NTx彡1024,將NTx個所述發(fā)射天線從1開始編號， 則NTx個所述發(fā)射天線的編號分別為1、2、3、…、NTx;若接收節(jié)點(diǎn)有NRx個接收天線，其中 1彡K1024,將NRx個所述接收天線從1開始編號，則NRx個所述接收天線的編號分別為 1、2、3、…、NRx;用hg_j表示一個節(jié)點(diǎn)組合對發(fā)射節(jié)點(diǎn)的第j個發(fā)射天線和接收節(jié)點(diǎn)的第g個 接收天線之間的信道沖擊響應(yīng)，1彡j彡NTx，1彡g彡NRx，則
[0075]
[0076] 分別用步驟S2到步驟S12計算所有節(jié)點(diǎn)組合對的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合和最優(yōu) 加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值。計算源節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)Rk組成的節(jié)點(diǎn)組合對時，？"=以、H = ;計 算中繼節(jié)點(diǎn)&與目的節(jié)點(diǎn)組成的節(jié)點(diǎn)組合對時，，=H 。
[0077] 步驟S2,針對一個節(jié)點(diǎn)組合對，生成染色體庫；具體生成步驟如下：
[0078] 假設(shè)發(fā)射節(jié)點(diǎn)有NTx個發(fā)射天線，將該NTx個發(fā)射天線從1開始編號，則該NTx個發(fā) 射天線的編號分別為1、2、3、…、NTx，用ATx表示發(fā)射天線集，且ATx= {1，2, "'NJ，ATx = {1，2,…，NTx}集合里的整數(shù)表示第幾個發(fā)射天線。從ATx中的NTx個發(fā)射天線中取出NTxs個 發(fā)射天線組成發(fā)射天線子集ATxSub。從ATx中的NTx個發(fā)射天線中取出NTxs個發(fā)射天線有 種組合，即ATxSub的個數(shù)為。
[0079] 假設(shè)接收節(jié)點(diǎn)有NRx個接收天線，將該NRx個接收天線從1開始編號，則該NRx個接 收天線的編號分別為1、2、3、…、NRx，用ARx表示接收天線集，且ARx= {1，2,…，NRx}，ARx = {1，2,…，NRx}集合里的整數(shù)表示第幾個接收天線。從為^中的NRx個接收天線中取出NRxs 個接收天線組成接收天線子集ARxSub。從ARx中的NRx個接收天線中取出NRxs個接收天線有 Cj:種組合，即ARxSub的個數(shù)為Ct"。
[0080] 發(fā)射接收天線組合^^，是指由一個發(fā)射天線子集和一個接收天線子集組成 的組合，由上，ATxSub的個數(shù)為ARxSu^個數(shù)為則發(fā)射接收天線組合4_有
個。
[0081] 使用二進(jìn)制值mm…m表示第mm…m個發(fā)射天線子集，mm…m的字長為Lrx， = [bg2(<：D]+，： []+表示往大取整操作。
[0082] 使用二進(jìn)制值nn…n表示第nn…n個接收天線子集，nrr"n的字長為LRx，
[0083] 使用ww-w心》表n示一條染色體，二進(jìn)制編碼規(guī)則為：
里的個編碼與 0xC^；'個發(fā)射接收天線組合一一對應(yīng)，多出來的編碼刪除即可。指定的方式不定，只要 每種發(fā)射接收天線組合有一個并且是唯一的編碼與其對應(yīng)。
[0084] 所有染色體構(gòu)成染色體庫。
[0085] 步驟S3,從染色體庫中隨機(jī)產(chǎn)生化_13_條染色體的種群，其中 5彡NP_latlcin< 200 ;用1，2,…，NP_latlcJ#種群中的染色體進(jìn)行編號，NP_latlcin表示種群中 染色體的個數(shù)；
[0086] 步驟S4,計算種群中每條染色體的目標(biāo)函數(shù)值，公式為：
[0087]
[0088] 其中，i表示所述種群中的第i條染色體，i= 1，2, 3,…，NP_latlcin;VQb_t⑴表示 種群中第i條染色體的目標(biāo)函數(shù)值，Y為該節(jié)點(diǎn)組合對的信噪比；私為第i條染色體所對 應(yīng)的發(fā)射接收天線組合傳輸?shù)男诺谰仃?，表示信道矩?的共輒轉(zhuǎn)置矩陣。且有1是 該節(jié)點(diǎn)組合對的信道矩陣H的子集，即節(jié)點(diǎn)組合對的信道矩陣H包含了該節(jié)點(diǎn)組合對所有 發(fā)射天線和接收天線之間的信道沖擊響應(yīng)，私包含是第i條染色體所對應(yīng)的發(fā)射接收天線 組合中所有發(fā)射天線與接收天線之間的信道沖擊響應(yīng)，是維數(shù)為NRxs的單位矩陣。
[0089] 步驟S5,計算種群中每條染色體的加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值，計算公式為
[0090] ⑴=a? ^細(xì)⑴；
[0091] 其中VTunning(]b_t(i)表示第i條染色體的加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值；a表示該節(jié)點(diǎn)組合對中 中繼節(jié)點(diǎn)的加權(quán)值，節(jié)點(diǎn)組合對中的中繼節(jié)點(diǎn)有4種類型，分別為：
[0092] 類型 1 :用戶設(shè)備（UserEquipment);
[0093] 類型 2 :電池供應(yīng)移動中繼（Battery-dependentMobileRelay);
[0094] 類型 3 :電池供應(yīng)固定中繼（Battery-dependentFixedRelay);
[0095] 類型 4 :電源供應(yīng)固定中繼（Power-suppliedFixedRelay);
[0096] 四種類型的中繼節(jié)點(diǎn)的加權(quán)值分別為：
[0097] 中繼節(jié)點(diǎn)類型1:a = 〇?2 ;
[0098] 中繼節(jié)點(diǎn)類型2:a=0?24;
[0099] 中繼節(jié)點(diǎn)類型3:a=0?26;
[0100] 中繼節(jié)點(diǎn)類型4:a= 0? 3 ;
[0101] 且四種類型的中繼節(jié)點(diǎn)的加權(quán)值之和為1。
[0102] 步驟S6,計算種群的每條染色體的適應(yīng)度值，VFitm;ss(i) =AX(VTunning()b.jf；(：t(i)) ' 其中VFlt_s(i)表示第i條染色體的適應(yīng)度值，P、A為大于1的實數(shù)。
[0103] 步驟S7,生成選擇后種群；對種群中每條染色體的適應(yīng)度值進(jìn)行排序，復(fù)制適應(yīng) 度值最大的前N&1%t個染色體，1，刪除適應(yīng)度值最小的染色體，并將復(fù)制 得到的染色體隨機(jī)放到被刪除的染色體的位置，形成選擇后種群。
[0104] 步驟S8,生成交叉后種群；利用公SN&c1ssotct=NPc]pulaticinXpx/2計算出選擇后種群 中需要交叉的染色體對的個數(shù)；隨機(jī)產(chǎn)生介于1到NP_latlcin之間NerassC]VCT對不重復(fù)的整數(shù) 形成N&C1SSOTCT個整數(shù)對，一個整數(shù)對里的兩個整數(shù)表示需要交叉的染色體對中兩個染色體 在選擇后種群中的的編號；隨機(jī)產(chǎn)生介于1到Lehra__-1之間的NerassOTCT個整數(shù)分別作為 N&C1SSOTCT個染色體對的交叉位。其中，NerossOTCT表示需要交叉的染色體對的數(shù)目，px表示交 叉概率，Lehra__=LTx+LR:^示每條染色體的長度。對所述需要交叉的染色體對根據(jù)其對 應(yīng)的交叉位進(jìn)行交叉，交叉方法為將染色體對中第一個染色體的交叉位后的值與第二個染 色體的交叉位后的值互換，即將前一個染色體的交叉位后的值放到后一個染色體的交叉位 后，后一個染色體的交叉位后的值放到前一個染色體的交叉位后，所有需要交叉的染色體 對完成交叉后，形成交叉后種群。
[0105]步驟S9,生成變異后種群，利用公式NMutate= ?11^1^。|11_1(^4。_1。11計算交叉后 種群中需要變異的染色體的個數(shù)，隨機(jī)產(chǎn)生介于1到NP_latlcin之間NMutate個不重復(fù)的隨機(jī)整 數(shù)作為需要變異的染色體在交叉后種群中的編號來選擇需要變異的染色體，隨機(jī)產(chǎn)生介于 2到Lehra__-1之間NMutate個不重復(fù)的隨機(jī)整數(shù)作為需要變異的染色體的變異位。其中，pm 表示變異概率，NMutata是種群中變異的染色體的數(shù)目。變異方法為，對所述需要變異的染色 體的所述變異位后的一位的值取反，所有所述需要交變異的染色體完成變異后，形成變異 后種群。
[0106] 步驟S10,將所述變異后種群作為新的種群，重復(fù)步驟S203-S208,重復(fù)次數(shù)為 MaxGen，其中1 <MaxGen< 100,生成最終變異后種群。
[0107] 步驟S11，計算所述最終變異后種群的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合AOTRSet和最優(yōu)加權(quán)目 標(biāo)函數(shù)值VOTunning。一t(c);
[0108] 首先，計算計算所述最終變異后種群中每條染色體的目標(biāo)函數(shù)值，
[0109] 其中，z表示最終變異后種群中的第z條染色體，z= 1，2, 3,…， 表示第z條染色體的目標(biāo)函數(shù)值；Hz為第z條染色體所對應(yīng)的發(fā)射接收天線組合的信道矩 陣，且氏是所述信道矩陣H的子集，Hz包含第z條染色體所對應(yīng)的發(fā)射接收天線組合中所 有發(fā)射天線與接收天線之間的信道沖擊響應(yīng)；HZH表示信道矩陣Hz的共輒轉(zhuǎn)置矩陣；&s，,_是維數(shù)為NRxs的單位矩陣；
[0110] 其次，計算所述最終變異后種群中每條染色體的加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值，vTunning(]b_t(z) =a?V(jb_jf；(：t(z);其中VTunning()b_jf；(：t(z)表示第z條染色體的加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值；a表示節(jié)點(diǎn)組合 對中中繼節(jié)點(diǎn)的加權(quán)值；
[0111] 最后，計算所述最終變異后種群中加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值最大的染色體，
[0112]
[0113] 其中，ai:gmax()表示求出括號內(nèi)的列向量最大的值在第幾行，c表示計算所述最 終變異后種群中加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值最大的染色體，C為整數(shù)，且Kc<NP_latl。; n將所述最 終變異后種群中的第c個染色體解碼得到的發(fā)射接收天線組合即為最優(yōu)發(fā)射接收天線組 合AOTR&t，解碼方式是編碼方式的逆向，即找出該染色體一一對應(yīng)的發(fā)射接收天線組合；所 述最終變異后種群中的第C個染色體對應(yīng)的加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值即為最優(yōu)加權(quán) 目標(biāo)函數(shù)值；
[0114] 當(dāng)節(jié)點(diǎn)組合對為源節(jié)點(diǎn)和中繼節(jié)點(diǎn)心組成的前節(jié)點(diǎn)組合對時，有AOTR&tSRk = A〇TRSet? V〇TunningObjectSRk V OTunningObject(c)，A-setSRjPV 別表示源節(jié)點(diǎn)和中繼 節(jié)點(diǎn)&組成的前節(jié)點(diǎn)組合對的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合和最優(yōu)加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值；當(dāng)節(jié)點(diǎn)組合 對為中繼節(jié)點(diǎn)Rk與目的節(jié)點(diǎn)組成的后節(jié)點(diǎn)組合對時，有AOTR&tRkD=A〇TRSet'V〇TunningObjectRkD VCT_ng_ t(C)，ACTR&tRkD和分別表示中繼節(jié)點(diǎn)Rk與目的節(jié)點(diǎn)組成的后節(jié)點(diǎn)組 合對的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合和最優(yōu)加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值；
[0115] 步驟S12,重復(fù)第2-11步，直到計算出每一個節(jié)點(diǎn)組合對的最優(yōu)發(fā)射接收天線 組合、最優(yōu)加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值。得到前節(jié)點(diǎn)組合對的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合、最優(yōu)加權(quán)目 標(biāo)函數(shù)值分別為{Aa^tSRi，AOTRSetSR2，…，A OTRSetSRls]}萍口 {V〇TunningObjectSRl，V〇Tunning〇bjectSR2,… ，VOTunning(]b_tSRN}，后節(jié)點(diǎn)組合對的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合、最優(yōu)加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值分別為 {A〇TRSetRlD，A0TRSetR2D，…，A〇TRSetRND}和{VoTunningQbjectRiD，V0Tunning0bjectR2D，…，V〇Tunning〇b
[0116] 步驟S13,計算出參與傳輸?shù)闹欣^節(jié)點(diǎn)，計算公式為
[0117]
[0118] )表示求括號內(nèi)矩陣的每一行的最小值，}表示求出括號內(nèi)列 向量的最大值在第幾行。則待選擇繼節(jié)點(diǎn)是第P個中繼節(jié)點(diǎn)，選擇出的源節(jié)點(diǎn)至第P個中 繼節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合是AOTR&tSRp，第k個中繼節(jié)點(diǎn)至目的節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)發(fā)射接收 天線組合是AOTRSetRDp〇
[0119] 步驟S14,結(jié)束。
[0120] 下面用具體的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0121] 有1個源節(jié)點(diǎn)、1個目的2個可用來傳輸?shù)闹欣^節(jié)點(diǎn)，他們分別命名為中繼1、中繼 2,其類型分別為類型 2、類型 1。取A= 3、0 =2、px= 0.6、pm= 0.01、MaxGen=l。
[0122] 步驟1，獲取源節(jié)點(diǎn)到2個中繼節(jié)點(diǎn)以及2個中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的信噪比和信道 矩陣分別表示如下，其中信噪比的單位為dB。
[0128] 計算源節(jié)點(diǎn)-中繼節(jié)點(diǎn)1節(jié)點(diǎn)組合對的最優(yōu)發(fā)射接收天線組合和最優(yōu)加權(quán)目標(biāo)函 數(shù)值：
[0129] 步驟2,給源節(jié)點(diǎn)-中繼節(jié)點(diǎn)1的發(fā)射接收天線組編碼成為染色體庫
[0130] 發(fā)射接收天線組合與染色體的映射如下所示：
[0131]
[0132] 步驟3,對于源節(jié)點(diǎn)-中繼節(jié)點(diǎn)1，其信道矩陣為11碼；
[0133] 隨機(jī)產(chǎn)生NP_latlcin= 10條染色體的種群，分別為
[0134] {000001, 100000, 101100, 010011, 001010, 101011, 011001, 010011, 100010, 01010 1};
[0135] 步驟4,計算種群的每條染色體的目標(biāo)函數(shù)值，分別為：
[0136]Vobject= {4. 9486, 4. 2224, 2. 1745, 1. 8877, 4. 3254, 2. 6645, 5. 3438, 1. 8877, 3. 291 6, 2. 3533}；
[0137] 步驟5,計算種群的每條染色體的加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值，由種群的染色體可知，10條染 色體的加權(quán)值都是〇. 24,得到的加權(quán)目標(biāo)函數(shù)值為
[0138]VTunmng0bject= {1. 1877, 1. 0134, 0. 5219, 0. 4530, 1. 0381, 0. 6395, 1. 2825, 0. 4530, 0 .7900, 0. 5648}；
[0139] 步驟6,計算種群的每條染色體的適應(yīng)度值為
[0140]VFltness= {4. 2317, 3. 0807, 0. 8171, 0. 6157, 3. 2329, 1. 2268, 4.