[发明专利]一种基于能效的用户间协作多播方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，实现了为信道质量不同的多个用户进行可靠和有效的传输，并降低了系统的能耗，提高了系统的能效。

背景技术

多媒体广播多播业务(MBMS)是3GPP R6规范中定义的一种点到多点的传输业务模式，在不改变网络结构的基础上可以实现网络资源共享，并有效地提高无线资源利用率。多播网络中接收相同业务的用户属于同一个多播组，由于一个多播组中的用户分布在小区中的不同位置，经历不同的大尺度衰落和小尺度衰落，不同用户的信道条件差别很大，一个多播组的容量受限于信道条件最差的用户，如果传输速率过高，信道条件较差的用户不能正确译码数据；如果传输速率满足信道条件最差的用户，这样可以实现很好的公平性，但无线资源利用率太低。传统的协作多播传输是一种能有效消除用户信道衰落的方法，可以有效地提高系统容量，但随着用户数的增多，系统的能耗也相当可观。

发明内容

本发明的目的是为了解决多播组的系统容量受限于信道条件最差的用户，以及传统协作多播虽可提高系统容量但随着用户数的增多系统能耗大的问题。本发明可以实现在保证系统吞吐量的同时降低系统能耗，提高能效。本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种基于能效的用户间协作多播方法，通过协作中继用户的选择和中继功率的分配，降低系统的能耗提高能效。其特殊之处在于以下步骤中：

1)把多播过程分为两个阶段,第一阶段基站以较高的速率给所有用户多播数据，保证一部分信道条件好的用户正确译码，估计剩余信道条件差的用户到正确译码用户之间的信道状态信息，找到一个与每个信道条件差的用户信道条件最好的正确译码的用户，并将该正确译码的用户作为中继。

2）在第二阶段，利用已估计的中继用户到剩余信道条件差的用户之间的信道状态信息，对每个中继的功率进行合理分配，再利用选择的中继给剩余信道条件差的用户多播数据。以此来达到在保证系统吞吐量的同时降低系统的能耗提高能效的目的。

在上述技术方案中，步骤1)的具体操作如下：

1-1)把多播过程分为两个阶段，第一阶段基站发射功率P_b，第一阶段小区中任意用户i的接收信号为：

yibd=Pbli-ηhix+ni]]>

用户i的接收信噪比为：

1-2)假设第一阶段的多播传输速率为υ₁,则正确译码该信号的信噪比门限为当用户的接收信噪比则表示该用户可以正确译码。对第一阶段所有用户的接收信噪比按降序排列，组成信噪比矢量假定第一阶段正确译码用户所占的比例C，则信噪比矢量中前N*C个用户都可以正确译码数据。第一阶段正确译码用户的集合G，剩余信道条件差的用户的集合B，估算N*(1-C)个信道条件差的用户与正确译码用户之间的信道状态信息，对于第i个信道条件差的用户，找到一个与其信道条件最好的正确译码用户，将该正确译码的用户作为中继，并将该正确译码用户在集合G中对应的编号放在集合Relay中，删除Relay中重复元素，则Relay中各元素即为所选择的中继。

在上述技术方案中，步骤2)的具体操作如下：

第二阶段，所有中继总发射功率P_r，各个中继的功率分配直接影响了B中信道条件差的用户正确接收数据所支持的传输速率，传输速率越大，协作中继用户参与协作的时间就越短，消耗的能量就越少。因此为了使信道条件差的用户正确接收数据所支持的传输速率尽可能大，利用已估计出的协作中继用户到信道条件差的用户的信道状态信息，得到每个中继与信道条件差的用户的整体信道状态信息，以此来对中继功率进行动态分配，达到降低能耗，提高能效的目的。