[发明专利]基于地理位置和信道状态的机会协同组播方法

说明书

本发明公开了一种基于地理位置和信道状态的机会协同组播方法，原无线组播中由于各个节点信道状态的不均匀性和波动性，导致各个节点接收的信息不一样，对于短期内处于较差链路环境的用户无法保证其公平性，同时覆盖盲区中节点往往无法正确接收数据，得不到有效地反馈处理。基于地理位置和信道状态的机会协同组播方法可综合考虑地理位置与信道状态，利用一定的反馈信息，在需要协同时选择合适的正确接收用户充当中继进行重传。该方法首先让基站接入点以一定速率广播数据包，而后被选定的中继同时协同重传数据，最后在接收端进行多路数据合并。该方法可以提高协同传输的有效性，最大化地利用无线资源，达到在不消耗额外功率的前提下，降低组播的中断概率，从而有效缓解无线组播中节点信道状态的不均匀性和波动性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及利用无线资源管理技术提高无线组播的网络性能。

背景技术

无线组播技术是一种在无线环境下用于一对多数据传输的高效机制，组播形式是点到多点的数据服务，单一的数据被多个用户共同接收，在电视节目、现场赛事转播等直播类业务具有广泛应用。但目前的组播技术由于各个节点信道状态的不均匀性和波动性，导致各个节点接收的信息不一样，因此组播技术需要首先考虑节点信息公平性，其次为多用户，最后考虑覆盖范围及盲区。如由于各节点信道信息不同，不能保证每个用户都能正确接收数据，而现在的组播技术大多采用最低链路速率发送数据，此时组播的吞吐量就受到最差链路节点的限制。再者面向用户多，现有的组播技术大多不采用回馈重传机制，一旦出现链路中断，数据丢失后不再重传，这样对于短期内处于较差链路环境的用户无法保证其公平性。同时，紧靠组播源发送数据，覆盖范围有限且存在覆盖盲区，这样导致节点往往无法正确接收数据，得不到有效地反馈处理。

发明内容

本发明的目的是，通过节点之间的协同传输，使节点共享彼此的无线资源，最大化地利用无线资源，可获得空间分集增益，对抗信道衰落，同时能均衡节点处理能力和网络负载，综合考虑地理位置和信道状态信息，采用机会协同的方式，来节约功率消耗，达到不消耗额外功率的前提下，降低组播的中断概率，提高组播的性能，从而有效缓解无线组播中节点信道状态的不均匀性和波动性。

为了解决上述发明目的，本发明采用的策略包括：将组播分为两个阶段，第一阶段，基站接入点以一定速率广播数据包；第二阶段，被选定的中继同时协同重传数据，最后在接收端进行多路数据合并。

考虑在如图1所示的机会协同组播模型中，半径为R的圆形区域内单个无线网络基站或者接入点位于圆心位置，M个用户均匀分布在此圆形区域内。网络内无固定中继，而且如果需要，用户节点可以充当半双工模式的中继使用。在基站/接入点广播数据包后，M个用户被分为两组，正确译码的用户组C_s和剩余的用户组C_us，下标“s”和“us”分别表示“译码成功”和“译码失败”的意思。这样用户组C_us中的用户需要请求附近中继协助重传数据。

用户组C_us中的一用户j未能在第一阶段正确接收数据，在下行数据链路上向其半径r周边区域广播一个请求协同的信号(RTBC)。覆盖半径可以通过信号的发送功率P_TX来控制。表达式(1)和(2)给出了覆盖半径控制的详细描述，其中PL(d₀)表示近距离d₀以内的衰落，k为路径损耗指数。为保证RTBC包的正确传输，我们假设距离r以内的C_us组内用户轮流发送请求包。

当用户组C_s中的一用户i接收到来自用户组C_us中的用户j的RTBC请求包时，用户i获得链路ij的信道增益h_i,j。如果链路增益h_i,j超过我们预先规定的门限值T_h，则用户i同意用户j的协同请求，参与协同传输。