[发明专利]一种中继蜂窝网络用户选择基站的高效能方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及一种在使用两个半双工、译码转发中继的蜂窝网络 中，考虑基站在负载不高的情况下，高效地选择用户所通信基站，降低系统总功耗的方法。

背景技术

近年来，越来越严峻的环境问题摆在人类面前。节能、降耗、减排成了大势所趋。通信 作为一种服务业，依赖大量的工业产品，如基站、终端设备、传输路线等。这些都会随着网 络市场的大规模扩大而翻倍增加，耗能巨大。所以，“绿色通信”这个概念孕育而生。绿色通 信(GreenCommunications)，指节能减排、减少环境污染、资源浪费以及对人体和环境危害 的新一代通信理念，主要采用创新的高效功放、多载波、分布式、智能温控等技术，配合灵 活的站点场景模型，对基站进行积极改造，以达到降低能耗的目的，最终实现人与自然和谐 相处，实现可持续发展。

绿色通信主要通过以下几方面进行：网络体系结构部署角度、硬件的角度、基站协作的 角度和链路自适应资源分配的角度。其中网络体系结构就包括中继的部署，中继结点是一种 高效的方法来拓宽户外的覆盖范围，因为避免了高花费的回程链路。而在中继覆盖范围内的 用户则存在是通过中继进行通信，还是直接与主基站通信的问题。例如，若主基站到该用户 的信道衰减严重，那么该用户通过中继进行通信必然会节省不少的能耗，但是当中继的负载 低，且主基站到该用户的通信信道相对良好时，将用户连接到主基站是一个不错的选择。由 此可见，用户基站的选择是一个权衡的过程，且当用户数目增多，这样的问题会变得更加复 杂。因此，有关用户基站选择的绿色通信具有很高的研究价值和意义。

发明内容

本发明的目的是，提出一种包含两个半双工、译码转发中继的蜂窝网络中用户高效地选 择其服务基站的方法，适用于各个基站负载不高，且保证每个用户速率要求的情况下，最小 化整个系统的功耗。

本文主要考虑一个主基站，两个半双工、译码转发中继的蜂窝网布局，用户均匀分布在 圆内，如图1所示。其中主基站与中继拥有相同数量的时频资源块，由于是半双工的中继， 主基站与中继通信所使用的资源块将不能再被中继用来与所服务的用户通信。

由于在用户的服务基站都已确定的情况下，整个系统的总功耗就确定了，那么就应该考 虑如何给用户分配基站，可以使得总功耗最小。给用户分配基站的准则为：在当前状态下， 选出一个调整其服务基站及时频资源块，可使得整个系统的功耗最小的用户，在各个基站不 会超载的情况下，调整该用户到相应的基站，并固定不动，对剩下的用户进行同样的操作。

具体实施方法如下：

1)初始化所有用户连接到中心基站。

2)在未考虑的用户中(刚开始就是所有用户)，找到一个在当前状态下，改变其服务基 站和时频资源块能达到最低功耗的用户。其中时频资源块可大致划分为如下形式：

图1时频资源块分布简略图

其中和分别表示中心基站和中继1和中继2通信所使用的时频资源块，且由于中继的半双工特性，导致连接在中继1和中继2上的用户只能使用和及和两类资源块。根据EARTHPROJECT(MAImran,EKatranaras,GAuer,OBlume,VGiannini,IGodor,YJading,MOlsson,DSabella,PSkillermark,etal.Energyefficiencyanalysisofthereferencesystems,areasofimprovementsandtargetbreakdown.Technicalreport,Tech.Rep.ICT-EARTHdeliverable,2011.)，基站的功耗可由如下式计算：