[發明專利]移動通信系統中基于信道預測和公平性原則的中繼節點選取方法

有效

• 申請號: 201310225390.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103281718A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 肖琨
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

技術領域

????本發明涉及移動通信領域，具體涉及一種移動通信系統中基于信道預測和公平性原則的中繼節點選取方法。

背景技術

中繼/協同通信是一種提供高質量無線通信服務的有效技術，中繼/協同機制構成的網絡能顯著增加無線網絡的系統容量，提高無線網絡的分集增益，增強數據傳輸的可靠性，提供更廣和低成本的覆蓋。中繼/協同移動通信系統由源節點、中繼節點和目的節點構成，源節點發射數據信號到一個或多個中繼節點，中繼節點對接收的信號進行處理，然后重發經過處理的信號到下一個節點；下一個節點可以是目的節點（在雙跳中繼系統中），也可以是另一個中繼節點（在多跳中繼系統中）。

????中繼節點的選取是中繼/協同通信中的關鍵技術。雙跳協同網絡中的最優中繼選擇（BRS，Best?Relay?Selection）技術受到了廣泛的關注。在BRS技術中，擁有最大端到端信噪比（SNR，Signal?to?Noise?Ratio）的單個中繼節點被選擇用來進行信號的中繼傳輸，該技術能取得全分集和維持較高的吞吐率。Max-max中繼選擇（MMRS，Max-Max?Relay?Selection）技術在中繼節點中引入緩存器，當中繼節點能夠對分組數據進行緩存時，就能分別選擇最優的源節點到中繼節點信道和中繼節點到目的節點信道對信號進行接收和發射，此時選擇用來接收的中繼節點和選擇用來發射的中繼節點可能不是同一個節點。BRS和MMRS技術也可以結合起來應用，當選擇用來接收的中繼節點的緩存器已滿或者選擇用來發射的中繼節點的緩存器為空時，應用BRS技術，否則應用MMRS技術。多中繼協同傳輸中，最初的策略是所有中繼節點同時參與通信，這要求所有的終端要獲得載波同步，復雜度的增加使得當網絡規模增長時該策略是不可行的。機會中繼策略克服了這一問題，該策略的基本思想是選擇一個中繼節點子集協助信息的傳輸，而其它的中繼節點保持靜默。由于僅僅小部分中繼處于激活狀態，同步要求自然會顯著降低。機會中繼選擇技術為了在中繼傳輸之前確定最佳的中繼節點，需要獲得中繼節點到目的節點之間信道的即時情況。

????中繼節點選取技術仍存在一些問題，例如在中繼節點選取中使用過時信道狀態信息對系統性能將產生嚴重的影響，這是由于在實際系統中，信道估計與被選中繼節點處實際的數據發射之間會存在時延，其結果是，中繼選取技術中使用的即時信道狀態信息與數據發射時刻的即時信道狀態信息是不同的，也就是信道狀態信息已經過時了，這將導致錯誤的中繼選擇，因此可能嚴重損害系統性能。另一個重要的問題是中繼利用的公平性原則，在中繼/協同通信中，根據現有的中繼節點選取技術，如果中繼節點與源節點、目的節點之間的無線信道條件良好，由于能獲得高質量的通信該中繼節點可能被頻繁用來中繼，這樣在移動中繼傳輸中將導致移動設備的電池電量消耗過快，導致差的用戶體驗，而良好的用戶體驗是移動通信服務的主要宗旨，也是移動運營商最關心的問題。

發明內容：

????本發明的目的在于消除移動通信系統中過時信道狀態信息給系統帶來的不利影響以及中繼利用的非公平性給系統運營帶來的差用戶體驗問題，提出用信道預測技術應對過時信道狀態信息帶來的不利影響，同時在中繼節點選取中考慮固定中繼節點的節點負荷以及移動中繼節點的電池電量消耗情況，從而獲得了一種基于信道預測和公平性原則的中繼節點選取方法。該方法具有良好的性能和實際應用價值。

????本發明定義兩種候選中繼節點，即候選固定中繼節點和候選移動中繼節點。候選固定中繼節點指在固定中繼/協同傳輸模式下與目的節點之間鏈路的信噪比大于或等于門限???????????????????????????????????????????????的具有中繼功能的固定節點；候選移動中繼節點指在移動中繼/協同傳輸模式下源節點與目的節點之間全鏈路（由源節點與中繼節點之間的鏈路和中繼節點與目的節點之間的鏈路組成）的信噪比大于或等于門限的具有中繼功能的移動節點。候選中繼節點構成的集合為候選中繼節點集合，在固定中繼/協同傳輸中表示候選固定中繼節點集合，在移動中繼/協同傳輸中表示候選移動中繼節點集合。中繼節點集合指為目的節點提供中繼服務的中繼節點的集合，在固定中繼/協同傳輸中表示固定中繼節點集合，在移動中繼/協同傳輸中表示移動中繼節點集合。

本發明是通過下述技術方案實現的。

一種移動通信系統中基于信道預測和公平性原則的中繼節點選取方法，包括如下步驟：

（1）系統判斷需要采用中繼/協同傳輸方式傳送業務；