[发明专利]一种基于节点类型的协作中继选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种基于节点类型的协作中继选择方法。

背景技术

在蜂窝移动网络中，通过在接收端和发射端放置多天线的点对点链路，可以获得空间分集来提高数据的传输速率，并且不会造成带宽和功率的浪费，但是在应用中受到各种现实因素的限制，因而在实际系统中并不一定适用。在协作通信中，利用网内多个用户天线组成分布式系统，将MIMO技术应用到多天线受限的移动终端上，能获得空间分集增益。有关的研究已经产出一些成果或正在进行中，需要指出的是，目前的研究偏重于如何选择中继来提高信道容量、减小端到端传输时延、降低数据传输能耗和接收误比特率，而忽视了现实应用中的一些问题，如中继选择的公平性问题，包括能量消耗的公平性、资源分配的公平性等。具体体现为：

(1)现有研究一般选择信道条件良好的中继链路参与协作通信，因此信道条件良好的中继链路被选择的频率更高，当中继设备为电池供电的用户设备时，中继导致能量的快速消耗，对用户来说是难以承受的，如果用户本身从协作中不能获得收益，就会严重损害用户体验；

(2)中继的非公平选择将导致中继设备负荷的不平衡，高负荷中继的呼叫阻塞概率或者数据端到端时延增大，增大了系统资源调度的难度和系统复杂度；

(3)有效的移动台关联和负荷平衡对于获得高的系统容量至关重要，中继负荷不平衡将对获得高的系统容量带来不利影响。

发明内容

本发明所要解决的是现有协作中继选择方法忽视中继选择的公平性问题，提供一种基于节点类型的协作中继选择方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于节点类型的协作中继选择方法，包括如下步骤：

步骤1，根据协作通信系统中各中继节点的供电来源，将协作通信系统分为三种情形，即协作通信系统中仅存在电池供电的中继节点、协作通信系统中仅存在电网供电的中继节点或协作通信系统中同时存在电池和电网供电的中继节点；

步骤2，根据协作通信系统的情形，确定对应的中继选择方式，即

情形1，当协作通信系统中仅存在电池供电的中继节点时，用户μ根据公式(1)选择中继节点k₁对数据进行中继转发；即

式中，α₁为移动中继意愿因子；Θ₁为电池供电的中继节点集合；为用户μ在中继节点i链路上的信噪比；为用户μ在中继节点i链路上的中断门限；

情形2，当协作通信系统中仅存在电网供电的中继节点时，用户μ根据式(2)选择中继节点k₂对数据进行中继转发；即

式中，α₂为固定中继意愿因子；Θ₂为电网供电的中继节点集合；N_j为中继节点j的用户集合的用户数；μ_j为中继节点j的用户集合中用户的用户编号，不同用户的源节点可以不同，目的节点也可以不同；为用户μ_j在中继节点j链路上的信噪比；为用户μ_j在中继节点j链路上的中断门限；用户μ_j满足为用户μ在中继节点j链路上的信噪比；

情形3，当协作通信系统中同时存在电网和电池供电的中继节点时，用户μ选择和中的较大值对应的中继节点对数据进行中继转发；即

当时，则用户μ根据式(1)选择中继节点k₁来对数据进行中继转发；

当时，则用户μ根据式(2)选择中继节点k₂来对数据进行中继转发；

当时，则用户μ根据式(1)选择中继节点k₁或根据式(2)选择中继节点k₂来对数据进行中继转发；

上述k₁、k₂分别由式(1)和式(2)确定；α₁为移动中继意愿因子；为用户μ在中继节点k₁链路上的信噪比；为用户μ在中继节点k₁链路上的中断门限；α₂为固定中继意愿因子；为中继节点k₂的用户集合中用户的用户编号；为中继节点k₂的用户集合的用户数；为用户在中继节点k₂链路上的信噪比；为用户在中继节点k₂链路上的中断门限；为用户μ在中继节点k₂链路上的信噪比。