[發明專利]一種基于能效的用戶間協作多播方法

有效

• 申請號: 201210215715.X
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102740236A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 王軍星;王霞;陳志剛;姚遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W4/06
• 分類號: H04W4/06;H04W52/02;H04L1/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，實現了為信道質量不同的多個用戶進行可靠和有效的傳輸，并降低了系統的能耗，提高了系統的能效。

背景技術

多媒體廣播多播業務(MBMS)是3GPP?R6規范中定義的一種點到多點的傳輸業務模式，在不改變網絡結構的基礎上可以實現網絡資源共享，并有效地提高無線資源利用率。多播網絡中接收相同業務的用戶屬于同一個多播組，由于一個多播組中的用戶分布在小區中的不同位置，經歷不同的大尺度衰落和小尺度衰落，不同用戶的信道條件差別很大，一個多播組的容量受限于信道條件最差的用戶，如果傳輸速率過高，信道條件較差的用戶不能正確譯碼數據；如果傳輸速率滿足信道條件最差的用戶，這樣可以實現很好的公平性，但無線資源利用率太低。傳統的協作多播傳輸是一種能有效消除用戶信道衰落的方法，可以有效地提高系統容量，但隨著用戶數的增多，系統的能耗也相當可觀。

發明內容

本發明的目的是為了解決多播組的系統容量受限于信道條件最差的用戶，以及傳統協作多播雖可提高系統容量但隨著用戶數的增多系統能耗大的問題。本發明可以實現在保證系統吞吐量的同時降低系統能耗，提高能效。本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明是一種基于能效的用戶間協作多播方法，通過協作中繼用戶的選擇和中繼功率的分配，降低系統的能耗提高能效。其特殊之處在于以下步驟中：

1)把多播過程分為兩個階段,第一階段基站以較高的速率給所有用戶多播數據，保證一部分信道條件好的用戶正確譯碼，估計剩余信道條件差的用戶到正確譯碼用戶之間的信道狀態信息，找到一個與每個信道條件差的用戶信道條件最好的正確譯碼的用戶，并將該正確譯碼的用戶作為中繼。

2）在第二階段，利用已估計的中繼用戶到剩余信道條件差的用戶之間的信道狀態信息，對每個中繼的功率進行合理分配，再利用選擇的中繼給剩余信道條件差的用戶多播數據。以此來達到在保證系統吞吐量的同時降低系統的能耗提高能效的目的。

在上述技術方案中，步驟1)的具體操作如下：

1-1)把多播過程分為兩個階段，第一階段基站發射功率P_b，第一階段小區中任意用戶i的接收信號為：

yibd=Pbli-ηhix+ni]]>

用戶i的接收信噪比為：

1-2)假設第一階段的多播傳輸速率為υ₁,則正確譯碼該信號的信噪比門限為當用戶的接收信噪比則表示該用戶可以正確譯碼。對第一階段所有用戶的接收信噪比按降序排列，組成信噪比矢量假定第一階段正確譯碼用戶所占的比例C，則信噪比矢量中前N*C個用戶都可以正確譯碼數據。第一階段正確譯碼用戶的集合G，剩余信道條件差的用戶的集合B，估算N*(1-C)個信道條件差的用戶與正確譯碼用戶之間的信道狀態信息，對于第i個信道條件差的用戶，找到一個與其信道條件最好的正確譯碼用戶，將該正確譯碼的用戶作為中繼，并將該正確譯碼用戶在集合G中對應的編號放在集合Relay中，刪除Relay中重復元素，則Relay中各元素即為所選擇的中繼。

在上述技術方案中，步驟2)的具體操作如下：

第二階段，所有中繼總發射功率P_r，各個中繼的功率分配直接影響了B中信道條件差的用戶正確接收數據所支持的傳輸速率，傳輸速率越大，協作中繼用戶參與協作的時間就越短，消耗的能量就越少。因此為了使信道條件差的用戶正確接收數據所支持的傳輸速率盡可能大，利用已估計出的協作中繼用戶到信道條件差的用戶的信道狀態信息，得到每個中繼與信道條件差的用戶的整體信道狀態信息，以此來對中繼功率進行動態分配，達到降低能耗，提高能效的目的。