[發明專利]一種中繼蜂窩網絡用戶選擇基站的高效能方法

在審

• 申請號: 201610154850.6
• 申請日: 2016-03-17
• 公開（公告）號: CN105682192A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 劉楠;黎杰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W48/20
• 分類號: H04W48/20;H04W52/02
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，涉及一種在使用兩個半雙工、譯碼轉發中繼的蜂窩網絡 中，考慮基站在負載不高的情況下，高效地選擇用戶所通信基站，降低系統總功耗的方法。

背景技術

近年來，越來越嚴峻的環境問題擺在人類面前。節能、降耗、減排成了大勢所趨。通信 作為一種服務業，依賴大量的工業產品，如基站、終端設備、傳輸路線等。這些都會隨著網 絡市場的大規模擴大而翻倍增加，耗能巨大。所以，“綠色通信”這個概念孕育而生。綠色通 信(GreenCommunications)，指節能減排、減少環境污染、資源浪費以及對人體和環境危害 的新一代通信理念，主要采用創新的高效功放、多載波、分布式、智能溫控等技術，配合靈 活的站點場景模型，對基站進行積極改造，以達到降低能耗的目的，最終實現人與自然和諧 相處，實現可持續發展。

綠色通信主要通過以下幾方面進行：網絡體系結構部署角度、硬件的角度、基站協作的 角度和鏈路自適應資源分配的角度。其中網絡體系結構就包括中繼的部署，中繼結點是一種 高效的方法來拓寬戶外的覆蓋范圍，因為避免了高花費的回程鏈路。而在中繼覆蓋范圍內的 用戶則存在是通過中繼進行通信，還是直接與主基站通信的問題。例如，若主基站到該用戶 的信道衰減嚴重，那么該用戶通過中繼進行通信必然會節省不少的能耗，但是當中繼的負載 低，且主基站到該用戶的通信信道相對良好時，將用戶連接到主基站是一個不錯的選擇。由 此可見，用戶基站的選擇是一個權衡的過程，且當用戶數目增多，這樣的問題會變得更加復 雜。因此，有關用戶基站選擇的綠色通信具有很高的研究價值和意義。

發明內容

本發明的目的是，提出一種包含兩個半雙工、譯碼轉發中繼的蜂窩網絡中用戶高效地選 擇其服務基站的方法，適用于各個基站負載不高，且保證每個用戶速率要求的情況下，最小 化整個系統的功耗。

本文主要考慮一個主基站，兩個半雙工、譯碼轉發中繼的蜂窩網布局，用戶均勻分布在 圓內，如圖1所示。其中主基站與中繼擁有相同數量的時頻資源塊，由于是半雙工的中繼， 主基站與中繼通信所使用的資源塊將不能再被中繼用來與所服務的用戶通信。

由于在用戶的服務基站都已確定的情況下，整個系統的總功耗就確定了，那么就應該考 慮如何給用戶分配基站，可以使得總功耗最小。給用戶分配基站的準則為：在當前狀態下， 選出一個調整其服務基站及時頻資源塊，可使得整個系統的功耗最小的用戶，在各個基站不 會超載的情況下，調整該用戶到相應的基站，并固定不動，對剩下的用戶進行同樣的操作。

具體實施方法如下：

1)初始化所有用戶連接到中心基站。

2)在未考慮的用戶中(剛開始就是所有用戶)，找到一個在當前狀態下，改變其服務基 站和時頻資源塊能達到最低功耗的用戶。其中時頻資源塊可大致劃分為如下形式：

圖1時頻資源塊分布簡略圖

其中和分別表示中心基站和中繼1和中繼2通信所使用的時頻資源塊，且由于中繼的半雙工特性，導致連接在中繼1和中繼2上的用戶只能使用和及和兩類資源塊。根據EARTHPROJECT(MAImran,EKatranaras,GAuer,OBlume,VGiannini,IGodor,YJading,MOlsson,DSabella,PSkillermark,etal.Energyefficiencyanalysisofthereferencesystems,areasofimprovementsandtargetbreakdown.Technicalreport,Tech.Rep.ICT-EARTHdeliverable,2011.)，基站的功耗可由如下式計算：