[发明专利]协作下行通信中的复合中继激励方法

摘要

本发明提出了一种协作下行通信中的复合中继激励方法，用于解决现有长期回报方法中存在的无法确定地给予参与协作的中继回报和即时回报方法中存在的资源利用效率低的技术问题，实现步骤为任意时隙内，演进节点获取其与用户以及候选中继与第k个用户之间的信道系数；演进节点确定与第k个用户匹配的中继；演进节点计算第k个用户的调度权重；演进节点遍历小区中全部用户的调度权重，确定目的用户；数据传输结束后，演进节点根据改进的比例公平算法更新小区中全部用户的平均速率；在下一个时隙内，重复执行以上步骤。本发明能够给予中继节点合理的回报，并实现系统频谱效率、生存时间和中继能量效率的改善。

主权项

一种协作下行通信中的复合中继激励方法，包括如下步骤：(1)演进节点eNB在任意一个时隙t内，向小区内所有用户UE发送包含训练序列的信号，用户UE通过信号中的训练序列对其与演进节点eNB之间的信道系数进行估计，并将得到的信道系数反馈给演进节点eNB；(2)演进节点eNB将小区中以第k个用户UEk为中心，ρ为半径的圆内的用户UE作为候选中继，得到候选中继集合ΩR，同时候选中继将其与第k个用户UEk交互时得到的信道系数，反馈给演进节点eNB；(3)演进节点eNB根据其与候选中继之间的信道系数，计算演进节点eNB到候选中继的可达数据速率，得到第一跳链路的可达数据速率同时根据候选中继与第k个用户UEk之间的信道系数，计算候选中继到第k个用户UEk的可达数据速率，得到第二跳链路的可达数据速率(4)演进节点eNB计算第一跳链路的可达数据速率和第二跳链路的可达数据速率中的最小值，得到第k个用户UEk经由候选中继协助获得的数据速率同时计算第一跳链路的可达数据速率超过第二跳链路的可达数据速率的部分，得到候选中继的即时回报速率(5)演进节点eNB根据其与第k个用户UEk之间的信道系数，计算演进节点eNB与第k个用户UEk直接通信时的可达数据速率(6)演进节点eNB计算候选中继从初始时隙t＝1到第t‑1个时隙为止所消耗的能量与候选中继初始时隙t＝1起始时刻的能量的比值，得到候选中继的即时回报权重(7)演进节点eNB首先从候选中继集合ΩR中，选出第k个用户UEk可获得的数据速率大于等于演进节点eNB与第k个用户UEk直接通信时的可达数据速率且即时回报权重的取值范围为[0，1)的候选中继，然后计算第k个用户UEk经由选出的候选中继协助获得的数据速率和即时回报速率的加权和最后以加权和最大为依据，得到与第k个用户UEk匹配的第l个中继UEl，并根据l的值判断演进节点eNB向第k个用户UEk的数据传输是否需要中继协助，如果l＝0，则演进节点eNB向第k个用户UEk的数据传输不需要中继协助，第t个时隙第k个用户UEk的可达数据速率等于演进节点eNB与第k个用户UEk直接通信时的可达数据速率如果l≠0，则演进节点eNB向第k个用户UEk的数据传输需要中继协助，第t个时隙第k个用户UEk的可达数据速率等于第k个用户UEk经由中继UEl协助获得的数据速率(8)演进节点eNB计算第t个时隙第k个用户UEk的可达数据速率与初始时隙t＝1到第t‑1个时隙为止第k个用户UEk的平均数据速率的比值，得到第k个用户UEk在时隙t的调度权重wk；(9)演进节点eNB遍历小区中全部用户的调度权重wk，以调度权重wk值最大为依据确定目的用户UEd；(10)演进节点eNB根据步骤(7)中l值的判断结果向目的用户UEd传输数据，如果l＝0，则演进节点eNB与目的用户UEd直接通信，如果l≠0，则演进节点eNB通过中继向目的用户UEd传输数据；(11)对比例公平算法进行改进，演进节点eNB根据改进的比例公平算法更新小区中全部用户UE的平均数据速率，得到初始时隙t＝1到第t个时隙为止所有用户UE的平均数据速率；(12)在下一个时隙t+1内，重复执行步骤(1)～步骤(11)。