[發(fā)明專利]一種無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的用戶動態(tài)分組方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310099558.5
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103179674A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張祖凡;易印雪;楊靜;彭醇陵;李余
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12
• 代理公司: 重慶市恒信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的用戶動態(tài)分組方法。是一種為了解決蜂窩通信系統(tǒng)與短距離通信系統(tǒng)傳輸?shù)娜诤蠁栴}，同時(shí)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中視頻流等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共享的用戶分組方法。

背景技術(shù)

如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高速度的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共享是未來信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。目前，從有線傳輸角度看，由于其可提供的傳輸帶寬相對較寬，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共享技術(shù)已初顯端倪。但從無線通信層面上看，由于其無線信道的特殊性——傳播時(shí)延導(dǎo)致實(shí)際的無線信道始終是窄帶的——使得傳輸速率和傳輸質(zhì)量成為這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要瓶頸之一。同時(shí)，預(yù)測數(shù)據(jù)表明無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在移動通信系統(tǒng)中的地位日趨重要，而近年來無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中的視頻流比例將以90%左右的速率增加。另外，尤其值得指出的是，當(dāng)前國際標(biāo)準(zhǔn)組織和產(chǎn)業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的IMT-Advanced中也已明確了有關(guān)視頻流的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)等。可見，未來無線信息網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量高速度的視頻流等無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的共享傳輸是必要的。

傳統(tǒng)的蜂窩移動通信系統(tǒng)旨在提高無線覆蓋范圍和系統(tǒng)容量，短距離無線通信系統(tǒng)則通過解決覆蓋盲點(diǎn)問題成為蜂窩移動通信系統(tǒng)傳輸?shù)难a(bǔ)充之一。雖然如此，但二者之間僅是相互彌補(bǔ)覆蓋的關(guān)系，目前尚未能真正意義上實(shí)現(xiàn)二者間傳輸?shù)娜诤匣騾f(xié)調(diào)傳輸。而且，當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)用戶的數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，只能不斷的向基站NodeB請求重發(fā)，并不能通過用戶間自身的協(xié)作傳輸來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復(fù)。

現(xiàn)有的技術(shù)方案中，絕大部分用戶分組方法都是基于用戶的地理位置，且每個(gè)組中用戶的特定性能指標(biāo)（如信噪比等）較為接近，而實(shí)際上有效的協(xié)作更應(yīng)在性能指標(biāo)有一定差異的情況下進(jìn)行，現(xiàn)有技術(shù)已有的分組方法不能充分利用用戶間的協(xié)作傳輸實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。（如公開號為CN102404749A的中國專利申請）

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種適用于無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的用戶動態(tài)分組方法，解決傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)與短距離通信網(wǎng)絡(luò)不能很好融合的問題，以實(shí)現(xiàn)用戶間數(shù)據(jù)的高效協(xié)作傳輸，通過本發(fā)明的用戶分組方法，使得既能滿足無線高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長的要求，又能保證系統(tǒng)能效和穩(wěn)定性。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提出一種無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的用戶動態(tài)分組及通信方法，該無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)包括蜂窩無線通信網(wǎng)和短距離無線通信網(wǎng)，動態(tài)分組方法包括如下步驟：

NodeB向用戶發(fā)送測試數(shù)據(jù)包；用戶接收到測試數(shù)據(jù)包后發(fā)送包含確認(rèn)信息ACK的反饋數(shù)據(jù)；NodeB根據(jù)反饋數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)中各用戶的每比特通信能量效率及整個(gè)系統(tǒng)的平均能量效率按照能量效率值降序排列所有用戶，根據(jù)所有用戶的平均能量效率將用戶分為高能效組和低能效組，由此確定用戶分組，在每個(gè)組中選擇具有最高能效值的用戶作為該用戶組的簇頭，簇頭既要負(fù)責(zé)本組內(nèi)用戶的蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信，又負(fù)責(zé)與組內(nèi)用戶的短距離通信，簇頭接收到蜂窩數(shù)據(jù)后，通過短距離通信與組內(nèi)其他用戶共享，同時(shí)，組內(nèi)用戶相互協(xié)作共享數(shù)據(jù)。

確定用戶分組數(shù)具體包括：

將系統(tǒng)中所有用戶的能量效率按降序排列為U₁,…,U_N，并計(jì)算所有用戶的平均能量效率N為用戶個(gè)數(shù)；降序排列的能量效率，從第1個(gè)用戶開始從小到大，根據(jù)公式依次計(jì)算每兩用戶的平均能效，并與平均能量效率進(jìn)行比較，滿足的用戶，作為高能效組，滿足的用戶，作為低能效組，其中，Ui、Uj表示第i、j個(gè)用戶的能量效率，i,j=1,…,N，i<j，i+j=N+1；當(dāng)某兩個(gè)用戶的平均能量效率與系統(tǒng)的平均能量效率相等時(shí)，將這兩用戶判斷為高能效組用戶。當(dāng)N為奇數(shù)時(shí)，直接將第個(gè)用戶的能量效率U_(N+1)/2與平均能效相比較，如果則分在高能效組，否則分在低能效組。

將低能效組的所有k個(gè)用戶，再按能量效率降序排列為U₁,…,U_K，將最高能量效率與最低能量效率相減，根據(jù)公式U₁-U_K計(jì)算最大能效與最小能量效率的差值，從第1個(gè)用戶開始從小到大，根據(jù)公式U_m-U_n依次計(jì)算每兩用戶的能效差值，并根據(jù)公式：計(jì)算組內(nèi)所有用戶的平均能量效率差值，其中，m,n=1,…,K，m<n，m+n=K+1，K為低能效組中的用戶個(gè)數(shù)。

將能效性能相差較大的用戶分為一組。當(dāng)K為奇數(shù)時(shí)，根據(jù)排序的結(jié)果得到，第個(gè)用戶與第K個(gè)用戶的能量效率值相差較大，直接將第個(gè)用戶與第K個(gè)用戶分在相同的分組中，為組內(nèi)用戶有效協(xié)作提供更多的機(jī)會。為了方便，假設(shè)低能效組的用戶總數(shù)K為偶數(shù)。