[0069] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0070] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0071] 实施例一
[0072] 本发明一种优等实施例依次经过下述主要步骤得以实现：
[0073] S1.源节点对需传输的信息比特通过信道极化以及极化编码的方法执行信道编码调制，再经发射天线，将其在自由空间广播到所有中继和目的节点；
[0074] S2.将目的节点收到的信息传输速率R作为输入参数，目的节点计算各中继的信道容量，判断中继可否正确解码。可正确解码的中继加入解码转发中继集合，剩下的中继加入放大转发中继集合，共得到两类中继协作集合；
[0075] S3.将两类中继协作集合的中继节点，分别作为输入参数，在目的节点计算各中继协作的信道容量，从中选择信道容量最优的中继；
[0076] S4.将信息传输速率R作为输入参数，目的节点根据源节点直传的信道容量，判断能否正确接收，正确接收反馈续传信号，错误接收按照重传选择方法选择反馈信号；
[0077] S5.将反馈信号作为输入参数，源节点和中继节点根据接收的反馈结果，执行以下操作：源节点续传信号、源节点重传信号、中继节点放大转发信号、中继节点解码转发信号。该四种可能的结果，即为本发明方法的最终结果，且有信道容量最优的特点。
[0078] 在步骤S1中，源节点对准备传输的信号序列执行信道极化以及极化编码的方法，得到编码后的码字，然后再通过二进制相移键控(BPSK)调制方法调制编码后的码字，得到调制信号后最后通过发射天线广播到所有中继节点和目的节点。具体包括：
[0079] S1.1.源节点对准备传输的信号序列执行信道极化以及极化编码的方法。
[0080] 其中，信道极化方法具体为：
[0081] 信道极化方法可以分成两大步：信道组合和信道分解。由于信道复用数目增多，信道经过这两个步骤后，复用的比特信道会极化成两类信道：无噪信道和全噪信道。通过利用无噪信道传输信号序列可以构造极化码，通过利用全噪信道传输来冻结比特，冻结比特是不传递信息的，可以用0码字表示。具体见“E.Arikan,Channel Polarization:A Method for Constructing Capacity‑Achieving Codes for Symmetric Binary‑Input Memoryless Channels,IEEE Transactions on Information Theory,vol.55,no.7,pp.3051‑3073,July 2009”。
[0082] 极化编码方法具体为：
[0083] 将长度为K的信息序列，经过上述背景技术所提的信道极化理论构造为长度1×L的信息码字向量u＝(u1,u2,…,uL)。其中，K和L为常数，且满足K＜L。向量u的元素由K位信息比特以及L‑K位冻结比特组成，冻结比特不传递信息，可用0表示。然后，总码长为L，信息位长为K的极化码P(L,K)码字向量x，通过线性变换x＝uGL生成。其中，x＝(x1,x2,…,xL)是得到的1×L维度的码字向量， 是L×L维度的生成矩阵，BL是L×1维度的比特翻转矩阵， 是极化矩阵 的n阶Kronecker乘积，n＝log2L。其中，Kronecker乘积表示了两个任意大小的矩阵运算：比如A是一个m×n矩阵，B是一个p×q矩阵，
[0084] ，其中amn为矩阵A中的元素，m与n表示常数。极化编码具体见“E.Arikan,Channel Polarization:A Method for Constructing Capacity‑Achieving Codes for Symmetric Binary‑Input Memoryless Channels,IEEE Transactions on Information Theory,vol.55,no.7,pp.3051‑3073,July 2009”。
[0085] S1.2.将步骤S11得到的编码后的码字进行BPSK调制，然后通过发射天线，广播到中继节点和目的节点。
[0086] 其中，调制方式具体为二进制相移键控(BPSK)，通过以下方法实现：其中sT(t)表示BPSK信号，上式子中“1”和“0”是编码后码
字。具体见“樊昌信，曹丽娜.通信原理(第7版)[M].国防工业出版社，2018”。
[0087] 在步骤S2中，将目的节点通过接收天线接收到的传输速率作为输入参数，目的节点计算各中继的信道容量，判断中继可否正确解码，可正确解码的中继加入解码转发中继集合，不可正确解码的中继加入放大转发中继集合，得到两类中继协作集合；
[0088] 得到两类中继协作集合方法具体为：
[0089] S2.1.源节点将信号广播给目的节点和中继节点，目的节点d和第i个中继节点ri收到的信号分别为：
[0090]
[0091]
[0092] 其中，s为源节点；d为目的节点；ri为第i个中继，N为正整数，表示中继节点的个数，i为正整数，区间为：1≤i≤N，表示中继序号；Ps为实数，表示源节点s的发射功率；hsd为复数，表示源节点s到目的节点d的信道系数； 为复数，表示源节点s到中继节点ri的信道系数；wd表示源节点噪声， 表示第i个中继节点噪声，wd与 服从均值为0，方差分别为实数 的加性高斯白噪声；
[0093] S2.2.目的节点判断中继能正确解码，即是否满足关系式：
[0094]
[0095] 其中，R为实数，表示信息传输速率，上式可表示为：
[0096]
[0097] 其中， 为实数，满足 表示源‑中继i链路的瞬时信噪比，另设门限γth为：
[0098] γth＝22R‑1 (5)
[0099] 将能正确解码的中继节点作为解码转发中继集合，表示为：
[0100]
[0101] 将不能正确解码的中继节点作为放大转发中继集合，表示为：
[0102]
[0103] 其中，ΩDF表示解码转发中继集合，ΩAF表示放大转发中继集合。
[0104] 在步骤S3中，将两类中继协作集合作为输入参数，目的节点计算各中继协作的信道容量，从中选择信道容量最优的中继；
[0105] 得到信道容量最优中继方法具体为：
[0106] S3.1.设ri∈ΩDF，1≤i≤m，m为正整数，表示解码转发中继个数；rj∈ΩAF，m+1≤j≤N，N‑m表示放大转发中继个数。对于ΩDF，其中继协作的信道容量IDF为：
[0107]
[0108] 根据下式，选择ΩDF集合中的最优中继rk：
[0109]
[0110] 其中， 为实数，满足 表示中继i‑目的链路的瞬时信噪比；为实数，表示第i个中继节点的发射功率； 为复数，表示第i个中继节点到目的节点d的信道系数。
[0111] 对于ΩAF集合，其中继协作的信道容量为：
[0112]
[0113] 其中， 根据下式，选择ΩAF集合中的最优中继rl：
[0114]
[0115] 其中，
[0116] S3.2.对比步骤S3.1所得的两个部分最优中继rk，rl的信道容量，选择整体最优中继R，若满足下式：
[0117]
[0118] 即表明中继rk协作的信道容量优于中继rl协作的信道容量，此时选择的最优中继R为rk，反之最优中继R为rl。
[0119] 在步骤S4中，将信息传输速率R作为输入参数，目的节点根据源节点直传的信道容量，判断能否正确接收，正确接收反馈续传信号，错误接收按照重传选择方法选择反馈信号；
[0120] 选择反馈信号方法具体为：
[0121] S4.1.目的节点判断正确接收信号，则需要满足以下关系式：
[0122]
[0123] 其中，R为实数，表示信息传输速率，进一步化简可得：
[0124] γsd＞γth (14)2R
[0125] 其中 γth＝2 ‑1，那么有γsd＞γth则判断目的节点可以正确接收信号，γsd＜γth则判断目的节点不可正确接收信号。
[0126] S4.2.若目的节点判断结果为目的节点正确接收信号，则目的节点选择反馈信号为源节点续传，步骤S4结束；
[0127] S4.3.若目的节点判断结果为目的节点错误接收信号，则目的节点进一步将最优中继信道容量IR与源节点重传信道容量IDRT进行比较，其中有：
[0128]
[0129]
[0130] 其中， 若满足：
[0131] IR＞IDRT (17)
[0132] 则目的节点选择的反馈信号为：最优中继节点R协作传输；反之则反馈信号为：源节点重传。
[0133] 在步骤S5中，将反馈信号作为输入参数，源节点和中继节点根据接收的反馈结果，执行以下操作：源节点续传信号、源节点重传信号、中继节点放大转发信号、中继节点解码转发信号。该四种可能的结果，即为本实施例的最终结果，且有信道容量最优的特点。
[0134] 具体为：
[0135] S5.源节点和中继节点接收到目的节点的广播信号，该广播信号的内容有：通知源节点续传信号、通知源节点重传信号、通知最优中继R解码转发信号、通知最优中继R放大转发信号。源和中继根据信号判断通知的是否为自己，是则执行操作，不是则保持沉默。
[0136] 图1所示为本实施例的多中继优化增量选择的混合译码放大转发方法流程图。图2所示为得到两类中继集合步骤流程图。图3所示为选择最优中继节点步骤流程图。图4所示为选择反馈信号步骤流程图。
[0137] 图5为中断概率性能比较。分析比较了混合译码放大转发(HDAF)、增量选择的混合译码放大转发(ISHDAF)、优化增量选择的混合译码放大转发(优化ISHDAF)在本实施例情况下的中断概率。可以发现，优化ISHDAF的中断概率与ISHDAF基本一致，说明优化ISHDAF在性能上与ISHDAF相同，并且二者都优于HDAF。
[0138] 图6为平均功率比较。分析了增量选择的混合译码放大转发(ISHDAF)与优化增量选择的混合译码放大转发(优化ISHDAF)在本实施例情况下的平均功率大小。可以发现，优化ISHDAF的平均功率低于ISHDAF，说明了本发明在不改变中断性能的情况下，可以实现降低能耗的要求，这是由于本发明在选择重发机制中是将中继协作与源节点重传综合考虑，避免偏向源节点重传情况，同时选择的重发机制是最优的，故不会降低中断概率同时满足降低能耗的目标。
[0139] 由此可知，本发明采用了自动请求重传机制、源节点重传和中继协作传输，可较好地改善系统中断性能，同时在直传失败的情况下，目的节点进行统一比较选择最优重发方式，直接通知源节点和中继节点下一时隙的工作内容，相较于现有的ISHDAF方案没有偏向使用源节点，在大信噪比以及源节点功率大于中继节点功率的情况下可以有效降低能源损耗。
[0140] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例即所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够实现各种改变、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范畴。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范畴由所附的权利要求范围决定。
