[发明专利]协作中继网络中基于负载均衡的中继选择方法

权利要求书

1.一种协作中继网络中基于负载均衡的中继选择方法，其特征在于：采用分布式中继选择，通过两步中继选择来平衡小区内的负载分布，具体实现步骤包括：

(1)小区内的基站和中继节点周期性的广播导频信号，中继节点发送的导频信号中包含当前时隙内其服务的移动用户数；

(2)根据接收到导频信号强度，选择两跳协作传输的小区内用户首先根据从本小区中每个中继节点接收到的导频信号计算信干噪比(SINR)，并且通过导频信号获知每个中继节点的服务用户个数；

(3)上述用户又在邻小区中再选择一个具有最大接收信干噪比的中继节点，并记录其服务的用户数；本小区中的中继节点与邻小区的一个中继节点作为候选的中继节点；

(4)用户在候选的中继节点中，计算在时刻t选择不同候选中继节点的两跳传输可达速率 并建立中继节点选择函数，通过中继节点选择函数获取候选中继节点预测吞吐量；依据预测吞吐量值从大到小的顺序对所有候选中继节点进行排序，首先选择使得预测吞吐量最大的中继节点作为服务中继节点：

其中，β^*(t)代表最大预测吞吐量，E[r^c_k，m，l(t)]表示在时刻t，移动用户k选择小区i中的中继节点m作为其服务中继所能达到的数据速率；E[K_m(t)]表示在时刻t用户所侦听到的中继m已服务用户数目，E[K_m(t)]+1表示t时刻用户k需要和中继正在服务的用户竞争中继资源的使用，E[·]表示期望值，上标c代表协作传输；

(5)根据候选节点吞吐量排序，利用加权信道相关调度方法，候选中继节点分别在时刻t构造下述的用户调度函数，调度使得用户调度函数值最大的移动用户：

其中，γ^*(t)代表调度函数的最大值，E[r^c_k，m，l(t)]代表了本时隙t移动用户k选择小区 i中的中继节点m作为其服务中继所能达到的数据速率；E[r^c_k，m，i(t-1)]代表了t-1时隙，用户k选择小区i中的中继节点m作为其服务中继所能达到的数据速率，ω_k代表用户k的权重，其取值可根据每个移动用户的业务类型来调节。α_m代表中继节点m所采用的与信道状况相关的资源调度因子。

(6)对比用户的中继选择结果以及中继节点的用户调度结果，如果二者相匹配，则根据步骤4所选择的中继节点将作为服务中继节点为被调度到的用户分配子载波，被调度到的用户在分配的子载波上通过所选择的中继节点进行两跳协作传输，完成基于负载均衡的中继选择；如果二者不匹配，则根据候选中继节点排序列表，取出列表中选择的下一个中继节点与中继节点的用户调度结果进行比较，持续上述比较步骤直至二者匹配或已遍历全部候选中继节点。

(7)如果已遍历全部候选中继节点，且二者无匹配，则结束中继选择，用户选择直接传输。

2.根据权利要求1所述的协作中继网络中基于负载均衡的中继选择方法，其特征在于：步骤6所述的用户的中继选择结果以及中继节点的用户调度结果之间的匹配是：步骤4中的移动用户k首先建立了候选中继节点排序，选择了中继节点m，而根据步骤5中的用户调度函数，中继节点m也选择了调度移动用户k，则二者匹配。

3.根据权利要求2所述的协作中继网络中基于负载均衡的中继选择方法，其特征在于：步骤5中的用户k的权重ω_k≥1，其取值根据每个移动用户的业务类型来调节，权重ω_k的值越大，用户的优先级越高。

4.根据权利要求3所述的协作中继网络中基于负载均衡的中继选择方法，其特征在于：步骤5中的中继节点m所采用的与信道状况相关的资源调度因子α_m，其取值根据所采用的调度准则来调节，取值范围优选[0，1]。