專利名稱：協(xié)作通信系統(tǒng)中兼顧信道條件和業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新的無線中繼選擇方法，確切地說，涉及一種在多個業(yè)務具有不
同服務質(zhì)量要求的多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中，兼顧信道條件和業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇方法，屬 于無線通信的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于未來的通信系統(tǒng)使用了多種先進技術(shù)，使得系統(tǒng)具有非常強大的功能來支持 更加復雜的業(yè)務傳輸平臺，因此，支持多業(yè)務或混合業(yè)務就成為未來通信系統(tǒng)的主要功能。 在突破和攻克具體實現(xiàn)的技術(shù)難關(guān)后，未來通信系統(tǒng)的實用性，將極大程度地取決于網(wǎng)絡 中用戶業(yè)務的需求。因此，為了滿足用戶需求，科技人員不斷研制和發(fā)明新的通信技術(shù)來提 高通信系統(tǒng)的性能和容量。 在無線通信網(wǎng)絡中，由于信道具有衰落特性，為對抗無線信道衰落的影響，協(xié)同通
信技術(shù)采取協(xié)作的角度，把無線信道、無線網(wǎng)絡、物理層傳輸?shù)燃夹g(shù)進行綜合考慮和分析，
以優(yōu)化傳輸性能，從而大幅度地提高了無線頻率的使用效率和系統(tǒng)可實現(xiàn)性。 多用戶協(xié)同分集是實現(xiàn)無線通信中分集傳輸?shù)囊环N新的應用技術(shù)，其主要特點是
通過網(wǎng)絡中的用戶設備實現(xiàn)分集，也就是將有信息待發(fā)送的用戶進行配對來實現(xiàn)相互的協(xié)
同傳輸，獲得分集增益。采用用戶協(xié)同傳輸時，每個用戶的發(fā)送信號，不僅可以被目的端接
收到，還可以被其他終端所接收，從而達到了空間分集的效果，為系統(tǒng)帶來分集增益，減小
信道衰落對傳輸質(zhì)量的影響。 在語音、視頻類對數(shù)據(jù)傳輸速率的時延要求為盡可能小的實時業(yè)務中，應用中繼 協(xié)同傳輸能夠有效降低業(yè)務的中斷概率，確保業(yè)務的服務質(zhì)量。因為用戶中繼協(xié)同能改善 系統(tǒng)性能，因此能夠提高協(xié)同通信的空間分集增益的技術(shù)已經(jīng)引起了業(yè)內(nèi)科技人員的廣泛關(guān)注。 目前，已經(jīng)開展的中繼選擇算法的研究大多集中于固定中繼，往往是從接收信號 強度、發(fā)射功率、中斷概率、端到端的比特錯誤率等因素著手。例如基于容量增益門限值的 中繼選擇算法，或聯(lián)合考慮中斷概率和功率限制條件的中繼選擇方式，以便能夠優(yōu)化系統(tǒng) 吞吐量和減少系統(tǒng)中斷概率。 但是，協(xié)同網(wǎng)絡是支持多業(yè)務的通信系統(tǒng)，而未來的多業(yè)務通信系統(tǒng)是以用戶為 中心的。在無線中繼網(wǎng)絡中，影響節(jié)點選擇的因素并非只有以上幾種，還有各用戶的業(yè)務到 達時間和緩存空間容量等因素，如果僅僅只考慮以上因素，就會帶來很多問題，并最終影響 到系統(tǒng)的整體性能和用戶滿意度的改善。 因此在多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中，在滿足不同用戶的業(yè)務服務質(zhì)量要求的前提下， 研究如何選擇協(xié)同中繼節(jié)點將是一個首要問題。有關(guān)如何選擇協(xié)同中繼節(jié)點所考慮的問題 包括選擇哪兩個節(jié)點協(xié)同，在什么條件下協(xié)同，既要提高對服務質(zhì)量要求較高的主用戶的 隊列性能、而又不能嚴重影響其他用戶的業(yè)務傳輸性能，以及如何定量測評這種協(xié)同中繼 對各個用戶的影響等等。因為現(xiàn)有技術(shù)都還沒有對這些問題提出如何應對和處理的方法，
6這樣，相關(guān)技術(shù)就自然成為許多業(yè)內(nèi)科技人員關(guān)注的焦點。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種在多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中，兼顧信道條件和 業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇方法，以解決現(xiàn)有協(xié)同通信技術(shù)在中繼選擇方法上存在的缺陷，并實 現(xiàn)下述四個目標 基于無線協(xié)同網(wǎng)絡的體系框架，建立滿足不同應用場景需求的可演進的參數(shù)化的 多用戶多業(yè)務混合模型或普適業(yè)務模型； 在業(yè)務傳輸過程中體現(xiàn)差分業(yè)務特點，即根據(jù)不同的業(yè)務服務質(zhì)量要求區(qū)分主次 用戶，再在具有不同業(yè)務質(zhì)量要求的主次用戶之間采用協(xié)同傳輸方式； 當用戶協(xié)同傳輸時，為充分利用系統(tǒng)資源采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)同方式，在提高主用 戶業(yè)務傳輸質(zhì)量和保障次用戶業(yè)務的服務質(zhì)量要求的基礎上，最大程度地減小對次用戶的 影響； 基于前述建立的業(yè)務模型和服務模型，利用系統(tǒng)平衡方程，建立無線協(xié)同網(wǎng)絡性 能參數(shù)與業(yè)務模型基本參數(shù)的對應關(guān)系，以便根據(jù)網(wǎng)絡性能參數(shù)和業(yè)務模型基本參數(shù)對 主、次用戶端的業(yè)務累積隊列性能的影響，從業(yè)務累積隊列角度與傳統(tǒng)方法進行比較和綜 合評估。 為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種在多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中，兼顧信道條件 和業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇方法，其特征在于先為網(wǎng)絡中各用戶引入馬爾可夫調(diào)制的泊松過 程的業(yè)務到達模型，綜合考慮各用戶業(yè)務的不同服務質(zhì)量要求，確定主、次用戶以及業(yè)務傳 輸對信道質(zhì)量最低要求的信噪比閾值Yth，再根據(jù)主用戶信道的實時信噪比與信噪比閾值 的大小確定所選擇的傳輸方式直接傳輸或中繼協(xié)同傳輸；當采用中繼協(xié)同傳輸時，結(jié)合 各潛在中繼的不同信道狀態(tài)和業(yè)務狀態(tài)，提出一種能夠體現(xiàn)用戶比例公平和滿意度的多優(yōu) 化中繼選擇的效用函數(shù)，再基于該效用函數(shù)進行中繼選擇和得到主次用戶的業(yè)務服務模 型；然后運用排隊論中系統(tǒng)平衡方程，為主、次用戶分別建立無線網(wǎng)絡性能參數(shù)與描述業(yè)務 的基本參數(shù)相對應的平衡方程，得到處于不同隊長時的概率和系統(tǒng)的平均隊長，從而得到 網(wǎng)絡性能參數(shù)和業(yè)務參數(shù)對主次用戶端的隊列性能的影響，然后從業(yè)務隊列角度與傳統(tǒng)方 法進行比較與評估，進一步驗證運用該方法進行中繼選擇為協(xié)同中繼系統(tǒng)提供高可靠性的 通信。 本發(fā)明是一種用于多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中的中繼選擇方法綜合考慮各個潛在中 繼節(jié)點的信道條件和業(yè)務狀態(tài)，從所有潛在中繼用戶集合中確定備選中繼集合，然后基于 比例公平和用戶滿意度的多優(yōu)化目標，從備選中繼集合中選擇一個用戶作為中繼用戶協(xié)助 主用戶的數(shù)據(jù)傳輸。 由于整個通信過程是采用半雙工的時分多址接入方式，在作為中繼工作時，次用 戶必然會中斷自身數(shù)據(jù)的傳輸，使自身的業(yè)務數(shù)據(jù)不能得到及時處理，導致其累積在緩存 區(qū)；當累積到一定程度時，可能造成系統(tǒng)擁塞，嚴重影響整個系統(tǒng)的性能。本發(fā)明基于比例 公平原則，為最大程度地保障各個潛在中繼用戶的業(yè)務服務質(zhì)量要求，提出一種多用戶協(xié) 作通信網(wǎng)絡的中繼選擇方法，并首創(chuàng)提出中繼選擇的效用函數(shù)。本發(fā)明的中繼選擇算法的 具有下述優(yōu)點
7
(1)本發(fā)明的效用函數(shù)體現(xiàn)了各潛在中繼用戶間公平性原則和用戶的滿意度，能 夠最大程度上保障各潛在中繼用戶的業(yè)務服務質(zhì)量要求； (2)本發(fā)明的中繼協(xié)同方式是采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式，中繼端接收到源端發(fā)來 的數(shù)據(jù)后，直接放大轉(zhuǎn)發(fā)，不在緩存空間存儲，故操作簡單，容易實現(xiàn)，降低了延時，并且充 分利用了緩存資源； (3)本發(fā)明的中繼協(xié)同方式，當中繼端緩存區(qū)已滿時，該中繼將不作為備選中繼參 與協(xié)同，只發(fā)送自身數(shù)據(jù)，從而降低了對中繼端業(yè)務隊列性能的影響； (4)整個操作步驟簡單、快捷，中繼選擇過程中的循環(huán)操作數(shù)只取決于潛在中繼 數(shù)，而且只有線性計算復雜度，實現(xiàn)便利，應用范圍廣泛，能夠同時適用于單一業(yè)務或混合 業(yè)務的多用戶中繼協(xié)同。 此外，本發(fā)明創(chuàng)建的排隊系統(tǒng)模型，根據(jù)系統(tǒng)的平衡方程，將無線協(xié)同網(wǎng)絡的性能 參數(shù)與業(yè)務模型的基本參數(shù)對應起來，利用矩陣的幾何分析方法和壓縮映像原理進行隊列 狀態(tài)的求解，具有廣泛的適用性，能夠適用于一切具有馬爾可夫鏈狀態(tài)的隊列模型。因此本 發(fā)明具有很好的推廣及應用前景。
圖1是多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡模型。
圖2是多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中排隊系統(tǒng)的構(gòu)成因素示意圖。 圖3是以兩狀態(tài)匪PP為單元的可擴展的匪PP業(yè)務到達模型示意圖。 圖4是本發(fā)明用于多用戶協(xié)作通信中的中繼選擇方法操作流程示意圖。 圖5(A) 、 (B)是不同業(yè)務強度及中繼數(shù)目對平均隊長變化因子的影響示意圖和比
較結(jié)果表格。 圖6(A)、 (B)是不同信噪比閾值及中繼數(shù)目對平均隊長變化因子的影響示意圖。
圖7(A) 、 (B)是不同信道質(zhì)量及中繼數(shù)目對平均隊長變化因子的影響示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步 的詳細描述。 本發(fā)明是一種用于多用戶協(xié)作通信中兼顧信道條件和業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇法，它 的應用場景是多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡(參見圖l所示)，小區(qū)內(nèi)存在一個基站(BS)或接入點 (AP)和多個用戶，其中各個用戶的業(yè)務到達均為具有不同參數(shù)的馬爾可夫調(diào)制的泊松到達 過程，且每個業(yè)務具有不同的服務質(zhì)量要求。本發(fā)明將優(yōu)先級較高的視為主用戶，作為源 端，其他用戶則視為次用戶，作為潛在中繼，以便在特定條件下采用中繼協(xié)同傳輸方式，然 后根據(jù)各個次用戶緩存空間的業(yè)務狀態(tài)，確定其是否作為備選中繼，最后在備選中繼集合 中選擇一個用戶作為中繼以協(xié)助主用戶傳送信息。 參見圖2，與所有經(jīng)典的排隊模型類似，多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中業(yè)務排隊系統(tǒng)的構(gòu) 成是基于下述三個因素業(yè)務產(chǎn)生因素、隊列形成因素和業(yè)務服務因素。其中，在業(yè)務產(chǎn)生 因素中的業(yè)務模型的選擇上，由于兩狀態(tài)的馬爾可夫調(diào)制泊松過程實現(xiàn)的簡單性以及它的 可擴展性，本發(fā)明選擇兩狀態(tài)的匪PP過程作為業(yè)務輸入模型，以便從橫向或縱向?qū)ζ溥M行
8擴展而體現(xiàn)網(wǎng)絡流量的突發(fā)性和自相似性。 參見圖3，例如，從橫向上對匪PP過程的兩個狀態(tài)進行推廣，如可擴展為多狀態(tài)的 匪PP到達過程；從縱向上同樣可以對其進行擴展，如兩個匪PP—2進行矩陣" "(Kronecker sum)運算，就得到一個四狀態(tài)的匪PP過程。多個具有不同參數(shù)的匪PP—2過程的疊加則 能體現(xiàn)網(wǎng)絡流量的突發(fā)性和自相似性，因此該業(yè)務到達模型能比較真實地反映實際網(wǎng)絡特 征，具有普遍的適用性。 隊列形成因素主要涉及到排隊規(guī)則和服務質(zhì)量指標，本發(fā)明選用FIFO的排隊規(guī) 則和平均隊長作為服務質(zhì)量指標。業(yè)務服務因素是根據(jù)實時信道質(zhì)量及兼顧的信道條件和 業(yè)務狀態(tài)的用戶中繼選擇方法來確定業(yè)務服務模型，其中業(yè)務服務速率主要取決于信道質(zhì) 量、業(yè)務狀態(tài)和協(xié)同方式三個因素；為有效利用緩存資源和減小延時，采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)同 方式。 參見圖4，介紹本發(fā)明用于多用戶協(xié)作通信的兼顧信道條件和業(yè)務狀態(tài)的中繼選 擇方法的各個具體操作步驟 步驟1、確定網(wǎng)絡中各用戶的業(yè)務模型及其簡化的業(yè)務模型參數(shù)。
由于本發(fā)明是一種用于多用戶協(xié)作通信的中繼選擇方法，因此不必過細考慮用戶 采用哪一種業(yè)務模型，只要化繁為簡，能夠體現(xiàn)業(yè)務特征和實用性強即可；本發(fā)明采用最簡 單的兩狀態(tài)馬爾可夫模型。接著，初始化網(wǎng)絡中各用戶業(yè)務到達模型匪PP過程中的相關(guān)參
數(shù)，包括業(yè)務的到達強度矩陣A二
人
，無窮生成矩陣2=
i2
—
，以及每個用戶的
t B。該匪PP過程是一種雙隨機泊松過程，這種兩狀態(tài)泊松過程的流速率是由一個 馬爾可夫鏈調(diào)制的，即當鏈狀態(tài)為1時，泊松到達的流速率為A p鏈狀態(tài)為2時，泊松到達 的流速率為A 2， a 12， a 21分別表示由狀態(tài)1到狀態(tài)2以及由狀態(tài)2到狀態(tài)1的轉(zhuǎn)移速率。
步驟2、在每個多用戶中繼協(xié)同網(wǎng)絡中，將業(yè)務優(yōu)先級較高的用戶作為被協(xié)同對象 的主用戶或源端，優(yōu)先級較低的作為次用戶，以確定潛在中繼集合。 步驟3、根據(jù)源端與目的接收端的信道特征和服務質(zhì)量要求，設定信噪比閾值Y th 作為是否采用中繼協(xié)同傳輸?shù)男诺罈l件。 本發(fā)明提出的信噪比閾值Yth是在系統(tǒng)業(yè)務傳輸過程中衡量和評定信道質(zhì)量的 基本參數(shù)，用于決定何時或是否在各用戶間啟用中繼協(xié)同傳輸機制。 假設網(wǎng)絡中任意兩個節(jié)點i和j之間都是窄帶的、滿足塊衰落的瑞利分布的無線 信道，則節(jié)點j從節(jié)點i接收到的信號為 =
+ ;式中，&是節(jié)點
i的發(fā)送信號，hi,j為滿足瑞利
和j之間的距離，a為路損系
分布的信道衰落系數(shù)，Pi為用戶發(fā)射功率，《j為兩個節(jié)點 數(shù)，ni, j為滿足均值為零、方差為N。的加性高斯白噪聲。 假設系統(tǒng)分配給每個用戶的傳輸時隙內(nèi)，基站與用戶之間的信道是慢衰落，即可 以認為該時隙內(nèi)信道狀況不變，且不同用戶的傳輸時隙內(nèi)的信道衰落相互獨立且同分布。
根據(jù)該信道模型，節(jié)點j的接收信噪比為y,, = ，式中，Ik,.|2為均值為1的滿足負指數(shù)分布的隨機變量。當用戶與目的端之間的實時信噪比達到業(yè)務所要求信噪比閾值 時，該兩節(jié)點間的通信成功，否則，該兩節(jié)點間的通信中斷。 步驟4、根據(jù)無線信道衰落特性，判斷源端與目的端的鏈路間的實時信噪比Y s, d 與信噪比閾值Yth的大小，以確定傳輸方式。該步驟具體操作內(nèi)容如下
當源端與目的端之間的信道質(zhì)量較好而達到信噪比閾值、S卩Ys,d> Yth時，鏈路 能夠正常通信，就采用直接傳輸方式，傳送業(yè)務信息到達目的端后，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟7 ;或
當源端與目的端之間信道質(zhì)量較差而低于信噪比閾值、S卩Ys,d< Yth時，兩節(jié)點 之間的信息傳輸發(fā)生中斷，為保證高優(yōu)先級業(yè)務的用戶、即源端的業(yè)務傳輸質(zhì)量，啟用用戶 中繼協(xié)同傳輸傳送主用戶信息；同時選擇放大轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)同方式，以降低信息傳輸?shù)难舆t，并 順序執(zhí)行步驟5。 步驟5、根據(jù)網(wǎng)絡中所有潛在中繼用戶的緩存空間的業(yè)務狀態(tài)，確定可作為中繼參 與協(xié)同傳輸?shù)膫溥x中繼集合。 采用半雙工的時分多址接入方式的用戶中繼協(xié)同，雖然會改善主用戶的服務質(zhì)量 性能，然而系統(tǒng)資源是有限的；次用戶一旦作為中繼，必然會阻礙自身數(shù)據(jù)的傳送，考慮到 一種極端情況如果某一次用戶始終進行中繼協(xié)同，那么其自身需要傳送的數(shù)據(jù)就不能得 到及時處理，將會累積在緩存空間；當累積到一定程度時，可能造成系統(tǒng)擁塞，嚴重影響整 個系統(tǒng)的性能。因此先要根據(jù)各潛在中繼用戶的緩存空間的業(yè)務狀態(tài)，確定可作為中繼參 與協(xié)同傳輸?shù)膫溥x中繼集合。 步驟6、基于比例公平和用戶滿意度原則，根據(jù)面向中繼選擇的多優(yōu)化目標確定選 擇中繼的效用函數(shù)，再從備選中繼集合中選擇效用函數(shù)最大值的合作伙伴作為中繼參與協(xié) 同，根據(jù)效用函數(shù)所選擇的結(jié)果，中繼協(xié)同傳送業(yè)務信息到達目的端，并確定傳輸過程中的 業(yè)務服務速率，實現(xiàn)多用戶協(xié)作中繼通信。 為解決上述問題，本發(fā)明綜合考慮各備選中繼用戶的信道條件和業(yè)務狀態(tài)，基于 各用戶間的比例公平原則，提出以業(yè)務為中心的多用戶聯(lián)合調(diào)度的中繼選擇方法，同時提
出中繼選擇的效用函數(shù)V(O = < S,)"^~~;式中，Xi表示第i個
L義，
用戶的業(yè)務在緩存空間內(nèi)由于業(yè)務累積所形成的隊列長度，Bi表示第i個用戶的緩存容量， I(A)代表示性函數(shù)，當事件A為真時，I(A) 二l，否則l(A) =0;Ys,i， Yi,d分別表示源端 用戶到第i個中繼用戶以及第i個中繼用戶到目的端的實時信噪比；在該效用函數(shù)中，對業(yè)
務累積隊長為零的備選中繼都賦予相同優(yōu)先權(quán)，即& = 0時，令+= 1 。 從上述效用函數(shù)表達式看到，分子分母都含有因子Yi,d，但這里沒有化簡的主 要原因是分子體現(xiàn)了采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)同方式時的等效信噪比，便于更加直觀地解釋 之。根據(jù)面向中繼選擇的多優(yōu)化目標所提的效用函數(shù)的可作如下理解對主用戶而言，當 滿足用戶中繼協(xié)同方式的啟用條件時，分子越大，顯然給主用戶帶來的增益也就越大；然 而對次用戶而言，其業(yè)務隊列累積越多，且自身服務速率越大時，此時如果再被作為中繼， 顯然給次用戶帶來的影響也就越大，隊列累積就越多，因此基于比例公平原則，提出了兼顧 信道狀態(tài)和業(yè)務狀態(tài)的表征用戶滿意度的中繼選擇方法，并給出了中繼選擇的效用函數(shù)
10(7(0 =肌<5,)-
,同時賦予業(yè)務累積隊長為零的備選中繼用
i
戶以相同的優(yōu)先權(quán)，即& = 0時，令-j 最后，從所有備選中繼集合中選擇滿足效用函數(shù)最大的用戶作為中繼，參與協(xié)同 傳輸。這里選擇合作伙伴作為中繼參與協(xié)同中繼的兩個原則是 (1)將緩存為空的所有備選中繼用戶都賦予比其他備選中繼用戶更高的優(yōu)先權(quán)， 然后綜合考慮其信道質(zhì)量； (2)將緩存區(qū)已滿的潛在中繼用戶賦予最低的優(yōu)先權(quán)，不作為備選中繼，只有當其 釋放一些緩存空間后，滿足Xi < Bi時，才作為備選中繼。 因此，該步驟根據(jù)效用函數(shù)所選擇的結(jié)果，中繼協(xié)同傳送業(yè)務信息到達目的端的 具體操作內(nèi)容如下 (61)若源端和目的端的信道質(zhì)量達到信噪比閾值要求、S卩Ys,d> Yth時， 主用戶和次用戶分別獨立傳輸各自業(yè)務信息，不采用中繼協(xié)同；此時由大數(shù)定理得到 主用戶的服務速率為C:=《wlOg2(l + ^，》]^ i個潛在中繼用戶的服務速率為
C =/0^ ^ r,;>|>l0g2(l + ;^)],式中，e [ ]表示期望操作；或
(62)若源端和目的端的信道質(zhì)量沒有達到閾值要求，S卩Ys,d< Yth時，采用中 繼協(xié)同傳輸方式，并根據(jù)各潛在中繼緩存空間的業(yè)務隊列狀態(tài)是否小于緩存容量來確定備 選中繼集合后，再從備選中繼集合中，根據(jù)該效用函數(shù)選擇使效用函數(shù)最大的用戶i作為 中繼參與協(xié)同；此時，該用戶i對自身數(shù)據(jù)的服務速率為O，而源端主用戶的服務速率為 ' Y、
h或
1 + (63)若源端和目的端的信道質(zhì)量沒有達到閾值要求，S卩Ys,d< Yth，但各潛在中 繼的業(yè)務在緩存空間的隊列已充滿緩存容量，即& = Bi時，用戶i不作為備選中繼用戶，此 時，源端信息傳送中斷，而各潛在中繼服務速率為上述步驟(61)中獨立傳輸時的服務速率
Wir ， (64)綜合上述三種情況，采用用戶中繼協(xié)同方式時的主用戶業(yè)務服務速率為 G =2 &)C^] +《/(^ < ^ n《< g:)C;。];次用戶的業(yè)務服務速率為:
=《J(n，^^)<i]+《/(^ <&)n(《-g)C];式中，i(a)為示性函數(shù)當事件
A為真時，I(A) = l，否則，I(A) = 0 ;n為求交運算。 對于步驟(64)中主用戶服務速率的計算式可作如下理解計算式的第一部分體 現(xiàn)了步驟(61)的操作內(nèi)容，即當源端和目的端的信道質(zhì)量達到信噪比閾值要求，則示性函 數(shù)值為1，同時計算式第二部分為O，服務速率表現(xiàn)為直接傳輸方式下的服務速率。否則，當 源端和目的端的信道質(zhì)量較差，達不到信噪比值要求時，第一部分示性函數(shù)值為0，計算式 的第二部分則體現(xiàn)了步驟(62)和(63)的操作內(nèi)容，僅當緩沖空間未滿時，示性函數(shù)值為 l，服務速率表現(xiàn)為用戶中繼協(xié)同傳輸方式下的服務速率。而對于次用戶的業(yè)務服務速率，
11計算式的第一部分同樣體現(xiàn)為步驟(61)的操作內(nèi)容，即當源端和目的端的信道質(zhì)量達到 信噪比閾值要求，則示性函數(shù)值為1，主、次用戶分別獨立傳輸；否則，當源端和目的端的信 道質(zhì)量達不到閾值要求時，體現(xiàn)了步驟(62)和(63)的操作內(nèi)容，僅當次用戶的緩存空間已 滿，該用戶將不作為中繼，獨立傳輸自己的業(yè)務信息到達接收端。 步驟7、根據(jù)傳輸過程中的業(yè)務服務速率，再結(jié)合相應的業(yè)務模型和服務模型，建 立無線協(xié)同網(wǎng)絡的系統(tǒng)平衡方程，得到緩存區(qū)內(nèi)累積的業(yè)務隊列，對該中繼選擇方法進一 步評估傳輸性能。該步驟進一步包括下述具體操作內(nèi)容 (71)分別將源端的業(yè)務輸入匪PP模型參數(shù)As、 Qs和服務速率(；，以及中繼
端的業(yè)務輸入匪PP模型參數(shù)A。 Qr和服務速率&代入下述傳統(tǒng)的隊列系統(tǒng)平衡方程
^n(^:a)《a^，式中，形如P, [P^]表示隊列長度為k時，系統(tǒng)
處于狀態(tài)1和狀態(tài)2的穩(wěn)態(tài)概率向量，A是業(yè)務輸入強度矩陣，Q是無窮生成矩陣，I是單 位矩陣，C是服務速率矩陣；分別得到源端與中繼端的無線網(wǎng)絡傳輸性能參數(shù)與業(yè)務參數(shù) 的平衡方程； (72)根據(jù)所述平衡方程，分別得到源端與中繼端的隊列模型，然后采用矩陣幾何 分析方法中的壓縮映像原理，反復迭代求解得到處于不同業(yè)務累積隊長時的穩(wěn)態(tài)概率向 (73)根據(jù)上述步驟得到的處于不同業(yè)務累積隊長時的穩(wěn)態(tài)概率向量，分別求解得 到源端用戶與中繼端用戶業(yè)務累積隊長為k時的概率為Pr[x = k] = 〈Pk， [1， 1]> = Pk[l， 1]T，式中，〈Pk，[l，l]〉表示兩向量Pk禾口 [l，l]的內(nèi)積操作，[1，1]T表示向量轉(zhuǎn)置矩陣；由此
得到業(yè)務累積平均隊長為五[I]- S APr[x = A];再記源端業(yè)務累積平均隊長為Xs，中繼
端業(yè)務累積平均隊長Xr，以便討論無線網(wǎng)絡性能參數(shù)與業(yè)務模型參數(shù)對中繼網(wǎng)絡的影響， 并通過與傳統(tǒng)中繼選擇方法的比較，對該方法進行綜合評估與驗證其高可靠性的傳輸性
能； (74)為方便討論，定義一個分別包括源端與中繼端兩個用戶的業(yè)務累積平均隊長 變化因子的計算式如下"，=1~^= "，"，二V^二 ""-;式中，Qs， ar
分別是源端和中繼端的業(yè)務累積平均隊長的變化因子，XtoS， X。。s分別表示源端用戶在非協(xié)
同和用戶協(xié)同兩種傳輸方式下的業(yè)務累積平均隊列長度，sdi/， XJ分別表示中繼端用戶在
非協(xié)同和用戶協(xié)同兩種傳輸方式下的業(yè)務累積平均隊列長度；從上述兩個定義式看出對 源端用戶，該業(yè)務累積隊長變化因子越大，所獲增益越大，隊列性能越好；而對于中繼端用 戶，則恰好相反。 申請人:已經(jīng)利用相關(guān)軟件對本發(fā)明方法進行了多次試驗實施和仿真驗證，試驗實 施的場景是多用戶協(xié)作通信系統(tǒng)，設定的信道帶寬為lMHz，初始信噪比閾值為Yth = 2dB， 源到中繼及中繼到目的端的平均信噪比SNR = 6dB，兩狀態(tài)匪PP的到達強度分別為A工= 0. 1Mbps，入2 = 0. 2Mbps。 首先以平均隊長為目標變量，考慮次用戶的業(yè)務強度和中繼數(shù)目對隊列性能的影響，取潛在中繼數(shù)目N= 1，2，3，4，主用戶的業(yè)務到達強度是設定的，次用戶的業(yè)務到達強 度可變，主用戶與次用戶的業(yè)務到達強度比值為ratio,其取值范圍設為ratio = {0. 5， 2. 5，4. 5，6. 5}。 參見圖5，介紹本發(fā)明業(yè)務強度及中繼數(shù)目對業(yè)務累積平均隊長變化因子的影響， 其中(B)圖中的表格為本發(fā)明方法和傳統(tǒng)方法中業(yè)務累積平均隊長變化因子的數(shù)值比較。 這里所說的傳統(tǒng)方法即在所有潛在中繼集合中僅根據(jù)信道狀態(tài)來選擇使源端性能增益最 大的用戶作為中繼。相對于傳統(tǒng)的基于信道狀態(tài)的中繼選擇方法，本發(fā)明方法得到以下結(jié) 論(l)用戶協(xié)同與非協(xié)同相比用戶協(xié)同是以犧牲中繼端傳輸性能來提高源端的性能； (2)業(yè)務強度的影響隨著用戶業(yè)務強度的降低，中繼的平均隊長變化因子逐漸減小，即對 中繼的性能影響越小，且影響趨勢漸緩；(3)中繼數(shù)目的影響小區(qū)中潛在中繼數(shù)目越多， 分攤主用戶的數(shù)據(jù)信息的能力越強，平均隊長變化因子越小，但減小的趨勢漸緩；(4)兩種 中繼選擇的比較相同的業(yè)務到達強度和中繼數(shù)目條件下，本發(fā)明方法的隊長變化因子較 小，性能更好；且業(yè)務強度越大或潛在中繼越少，優(yōu)勢越明顯，參見表中的比較結(jié)果。
參見圖6，介紹本發(fā)明不同信噪比閾值和中繼數(shù)目對源端和中繼端的平均隊長的 影響及本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法的比較。相對于傳統(tǒng)的基于信道狀態(tài)的中繼選擇方法，本發(fā) 明的特點是在相同信噪比閾值下，對源端隊列性能的增益要小于傳統(tǒng)的中繼選擇方法，但 差別極小(由圖6中的標記數(shù)值可以看到)。然而，本發(fā)明方法對于中繼端的影響要明顯小 于傳統(tǒng)的中繼選擇算法，因此在相同信噪比閾值下，本發(fā)明方法的性能更優(yōu)；本發(fā)明的另一 個特點是信噪比閾值越大，相比于傳統(tǒng)的算法，其優(yōu)越性更加明顯，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在對 中繼端的隊長變化因子上，如相同中繼數(shù)目N= 2， Yth二-5dB和Yth= 2dB時相比，前者 增益為2. 39%，后者增益為17. 32%。 參見圖7，介紹本發(fā)明不同信道質(zhì)量和中繼數(shù)目對源端和中繼端平均隊長的影響 及本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的中繼選擇方法的比較。相比于傳統(tǒng)的基于信道狀況的中繼選擇方 法，本發(fā)明具有以下特征相同信道質(zhì)量、即相同的平均鏈路信噪比時，本發(fā)明對源端隊列 性能的增益要小于傳統(tǒng)的中繼選擇算法，但差別不大(由圖7中的標記數(shù)值可以看到)。然 而，本發(fā)明方法對于中繼端的影響要明顯小于傳統(tǒng)的中繼選擇算法，因此在相同平均信噪 比下，本發(fā)明算法更優(yōu)；本發(fā)明的另一個特點是信道質(zhì)量越差，即平均鏈路信噪比越小時， 相比于傳統(tǒng)的算法的優(yōu)越性更加明顯，這里的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在對中繼端的隊長變化因子 上，如相同的中繼數(shù)目N = 2， SNR = 6dB和SNR = 2dB時相比，前者對源端的增益為1. 04% ， 對中繼端的增益為7. 28%，后者對源端的增益為5. 27%，對中繼端的增益為38. 01%，
總之，本發(fā)明能很好地提高主用戶業(yè)務的服務質(zhì)量要求，同時又能在保障次用戶 業(yè)務的服務質(zhì)量要求的前提下，最大程度地降低對次用戶業(yè)務傳輸性能的影響，尤其在信 道條件較差或業(yè)務服務質(zhì)量要求較嚴格時，本發(fā)明的優(yōu)點更加明顯。本發(fā)明方法已經(jīng)進行 了多次實施試驗，運用本發(fā)明方法對多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡的隊列分析，再與傳統(tǒng)的中繼選 擇方法相比，證明了本發(fā)明方法的可行性和優(yōu)越性，實現(xiàn)了發(fā)明目的。因此，本發(fā)明方法所 提出的兼顧信道條件和業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇方法，對于多用戶協(xié)同傳輸系統(tǒng)的中繼選擇以 及協(xié)同網(wǎng)絡的性能研究提供了實際的指導作用，具有很好的推廣應用前景。
權(quán)利要求
一種在多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中，兼顧信道條件和業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇方法，其特征在于先為網(wǎng)絡中各用戶引入馬爾可夫調(diào)制的泊松過程的業(yè)務到達模型，綜合考慮各用戶業(yè)務的不同服務質(zhì)量要求，確定主、次用戶以及業(yè)務傳輸對信道質(zhì)量最低要求的信噪比閾值γth，再根據(jù)主用戶信道的實時信噪比與信噪比閾值的大小確定所選擇的傳輸方式直接傳輸或中繼協(xié)同傳輸；當采用中繼協(xié)同傳輸時，結(jié)合各潛在中繼的不同信道狀態(tài)和業(yè)務狀態(tài)，提出一種能夠體現(xiàn)用戶比例公平和滿意度的多優(yōu)化中繼選擇的效用函數(shù)，再基于該效用函數(shù)進行中繼選擇和得到主次用戶的業(yè)務服務模型；然后運用排隊論中系統(tǒng)平衡方程，為主、次用戶分別建立無線網(wǎng)絡性能參數(shù)與描述業(yè)務的基本參數(shù)相對應的平衡方程，得到處于不同隊長時的概率和系統(tǒng)的平均隊長，從而得到網(wǎng)絡性能參數(shù)和業(yè)務參數(shù)對主次用戶端的隊列性能的影響，然后從業(yè)務隊列角度與傳統(tǒng)方法進行比較與評估，進一步驗證運用該方法進行中繼選擇為協(xié)同中繼系統(tǒng)提供高可靠性的通信。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述多用戶協(xié)作通信網(wǎng)絡中的各個業(yè)務 排隊的構(gòu)成是基于下述三個因素業(yè)務產(chǎn)生因素、隊列形成因素和業(yè)務服務因素；其中，因 兩狀態(tài)的馬爾可夫調(diào)制泊松過程實現(xiàn)的簡單性及其可擴展性，業(yè)務產(chǎn)生因素選擇兩狀態(tài)的 匪PP過程作為業(yè)務輸入模型，以便從橫向或縱向?qū)ζ溥M行擴展而體現(xiàn)網(wǎng)絡流量的突發(fā)性和 自相似性，真實反映實際網(wǎng)絡特征而具有普適性；隊列形成因素選用FIFO的排隊規(guī)則和平 均隊長作為服務質(zhì)量指標；業(yè)務服務因素是根據(jù)實時信道質(zhì)量及兼顧的信道條件和業(yè)務狀 態(tài)的用戶中繼選擇方法來確定業(yè)務服務模型，其中業(yè)務服務速率主要取決于信道質(zhì)量、業(yè) 務狀態(tài)和協(xié)同方式；為有效利用緩存資源和減小延時，采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)同方式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述信噪比閾值Yth是在系統(tǒng)業(yè)務傳輸 過程中衡量和評定信道質(zhì)量的基本參數(shù)，用于決定是否在各用戶間啟用中繼協(xié)同傳輸機 制；假設網(wǎng)絡中任意兩個節(jié)點i和j之間都是窄帶的、滿足塊衰落的瑞利分布的無線信道， 則節(jié)點j從節(jié)點i接收到的信號<formula>formula see original document page 2</formula>式中，Xi是節(jié)點i的發(fā)送信號，hi, j為滿足瑞利分布的信道衰落系數(shù)，Pi為用戶發(fā)射功率，di, j為兩個節(jié)點i和j之間的距離，a為路損系數(shù)，ni, j為滿足均值為零、方差為N。的加性高斯白噪聲；假設系 統(tǒng)分配給每個用戶的傳輸時隙內(nèi)，基站與用戶之間的信道是慢衰落，即認為該時隙內(nèi)信道 狀況不變，且不同用戶的傳輸時隙內(nèi)的信道衰落相互獨立且同分布；根據(jù)該信道模型，節(jié)點j的接收信噪比為^ , = J尸'，式中，I、 j|2為均值為1的滿足負指數(shù)分布的隨機變量；當用戶與目的端之間的實時信噪比達到業(yè)務所要求信噪比閾值時，該兩節(jié)點間的通信成功，否則，該兩節(jié)點間的通信中斷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法包括下列操作步驟(1)確定網(wǎng)絡中各用戶的業(yè)務模型兩狀態(tài)馬爾可夫調(diào)制泊松過程模型，以及初始化<formula>formula see original document page 2</formula>設置網(wǎng)絡中各用戶業(yè)務到達模型匪PP中的包括業(yè)務的到達強度矩陣A =、無窮生成矩陣^=和每個用戶的緩存容量B的簡化的業(yè)務模型參數(shù)；_ —(2) 在每個多用戶中繼協(xié)同網(wǎng)絡中，將業(yè)務優(yōu)先級較高的用戶作為被協(xié)同對象的主用 戶或源端，再將優(yōu)先級較低的作為次用戶，以確定潛在中繼集合；(3) 根據(jù)源端與目的端的信道特征和服務質(zhì)量要求，設定信噪比閾值Yth作為是否采 用中繼協(xié)同傳輸?shù)男诺罈l件；(4) 根據(jù)無線信道衰落特性，判斷源端與目的端的鏈路間的實時信噪比Yu與信噪比 閾值Y th的大小，以確定傳輸方式當源端與目的端之間的信道質(zhì)量較好而達到信噪比閾值、即Ys,d> Yth時，采用直接 傳輸方式，傳送業(yè)務信息到達目的端后，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟(7);當源端與目的端之間信道質(zhì)量較差而低于信噪比閾值、即Ys,d< Yth時，啟用用戶中 繼協(xié)同傳輸并選擇放大轉(zhuǎn)發(fā)的協(xié)同方式傳送主用戶信息，以保證高優(yōu)先級業(yè)務用戶的業(yè)務 傳輸質(zhì)量和降低信息傳輸?shù)难舆t，并順序執(zhí)行步驟(5);(5) 根據(jù)網(wǎng)絡中所有潛在中繼用戶的緩存空間的業(yè)務狀態(tài)，確定可作為中繼參與協(xié)同 傳輸?shù)膫溥x中繼集合；(6) 基于比例公平和用戶滿意度原則，根據(jù)面向中繼選擇的多優(yōu)化目標確定選擇中繼 的效用函數(shù)，再從備選中繼集合中選擇效用函數(shù)最大值的合作伙伴作為中繼參與協(xié)同，根 據(jù)效用函數(shù)所選擇的結(jié)果，中繼協(xié)同傳送業(yè)務信息到達目的端，并確定傳輸過程中的業(yè)務 服務速率，實現(xiàn)多用戶協(xié)作中繼通信；(7) 根據(jù)傳輸過程中的業(yè)務服務速率，再結(jié)合相應的業(yè)務模型和服務模型，建立無線協(xié) 同網(wǎng)絡的系統(tǒng)平衡方程，得到緩存區(qū)內(nèi)累積的業(yè)務隊列，對該中繼選擇方法進一步評估傳 輸性能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于所述馬爾可夫調(diào)制泊松過程，即匪PP 的業(yè)務到達模型具有可擴展性，既能夠橫向推廣到多狀態(tài)的匪PP過程，也能夠縱向推廣到 多個兩狀態(tài)的匪PP過程的疊加，用于比較真實地描述實際網(wǎng)絡中的業(yè)務突發(fā)性和自相似 特征；且該匪PP過程是一種雙隨機泊松過程，這種兩狀態(tài)泊松過程的速率是由一個馬爾可 夫鏈進行調(diào)制，即當鏈狀態(tài)為1時，泊松到達的流速率為A "鏈狀態(tài)為2時，泊松到達的流 速率為入2，用a12， 021分別表示由狀態(tài)1到狀態(tài)2及由狀態(tài)2到狀態(tài)1的轉(zhuǎn)移速率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(6)中，選擇中繼的效用函數(shù)空間內(nèi)形成的隊列長度，且當Xi^《，式中，&為第i個用戶的業(yè)務累積在緩存1o時，令j""Bi為第i個用戶的緩存容量；I(A)為示性函數(shù)當事件A為真時，I(A) 二1，否則，I(A) =0;Ys,i， Yi,d分別表示源端到第i個中 繼信道和第i個中繼到目的端信道的實時信噪比；該效用函數(shù)計算式的分子、分母都含有 因子Yi,d而未化簡的原因是分子體現(xiàn)了采用放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)同方式時的等效信噪比，便于更 直觀說明該效用函數(shù)與采用放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)同方式時的等效信噪比成正比，與非協(xié)同時中繼到 目的端的信噪比和中繼端的累積業(yè)務量成反比；在該效用函數(shù)<formula>formula see original document page 4</formula>o中，對業(yè)務累積隊長為零的備選中繼都賦予相同優(yōu)先權(quán)，即Xi = o時，令+ = i ;最后，從所有備選中繼集合中選擇 滿足效用函數(shù)最大的用戶作為中繼，參與協(xié)同傳輸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(6)中，選擇合作伙伴作為中繼參與協(xié)同中繼的兩個原則是(1) 將緩存為空的所有備選中繼用戶都賦予比其他備選中繼用戶更高的優(yōu)先權(quán)，然后 綜合考慮其信道質(zhì)量；(2) 將緩存區(qū)已滿的潛在中繼用戶賦予最低的優(yōu)先權(quán)，不作為備選中繼，只有當其釋放 一些緩存空間后，滿足& < Bi時，才作為備選中繼。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(6)進一步包括下述操作內(nèi)容(61) 若源端和目的端的信道質(zhì)量達到信噪比閾值要求、S卩Ys,d> Yth時，主用 戶和次用戶分別獨立傳輸各自業(yè)務信息，不采用中繼協(xié)同；此時由大數(shù)定理得到主用戶的服務速率為<formula>formula see original document page 4</formula>第i個潛在中繼用戶的服務速率為C/0^^^)s[vt;log2(l + ^)]，式中，￡ [']表示期望操作；或(62) 若源端和目的端的信道質(zhì)量沒有達到閾值要求，S卩Ys,d< Yth時，采用中繼協(xié) 同傳輸方式，并根據(jù)各潛在中繼緩存空間的業(yè)務隊列狀態(tài)是否小于緩存容量來確定備選 中繼集合后，再從備選中繼集合中，根據(jù)該效用函數(shù)選擇使效用函數(shù)最大的用戶i作為 中繼參與協(xié)同；此時，該用戶i對自身數(shù)據(jù)的服務速率為O，而源端主用戶的服務速率為<formula>formula see original document page 4</formula>(63) 若源端和目的端的信道質(zhì)量沒有達到閾值要求，S卩Ys,d< Yth，但各潛在中繼 的業(yè)務在緩存空間的隊列已充滿緩存容量，即Xi = Bi時，用戶i不作為備選中繼用戶，此 時，源端信息傳送中斷，而各潛在中繼服務速率為上述步驟(61)中獨立傳輸時的服務速率Wir ，(64) 綜合上述三種情況，采用用戶中繼協(xié)同方式時的主用戶業(yè)務服務速率為<formula>formula see original document page 4</formula>次用戶的業(yè)務服務速率為<formula>formula see original document page 4</formula>式中，I (A)為示性函數(shù)當事件 A為真時，I(A) = l，否則，I(A) = o ;n為求交運算。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(7)進一步包括下述具體內(nèi)容(7i)分別將源端的業(yè)務輸入匪pp模型參數(shù)As、 Qs和服務速率c;，以及中繼端的業(yè)務輸入匪PP模型參數(shù)Ar、Qr和服務速率Cr代入下述傳統(tǒng)的隊列系統(tǒng)平衡方程<formula>formula see original document page 4</formula>,式中，形如^= [Pkl，Pk2]表示隊列長度為k時，系統(tǒng)處于狀態(tài)1和狀態(tài)2的穩(wěn)態(tài)概率向量，A是業(yè)務輸入強度矩陣，Q是無窮生成矩陣，I是單 位矩陣，C是服務速率矩陣；分別得到源端與中繼端的無線網(wǎng)絡傳輸性能參數(shù)與業(yè)務參數(shù) 的平衡方程；(72) 根據(jù)所述平衡方程，分別得到源端與中繼端的隊列模型，然后采用矩陣幾何分析 方法中的壓縮映像原理，反復迭代求解得到處于不同隊長時的穩(wěn)態(tài)概率向量；(73) 根據(jù)所述處于不同隊長時的穩(wěn)態(tài)概率向量，分別求解得到源端用戶與中繼端 用戶隊長為k時的概率為:Pr[x = k] = 〈Pk， [l，l]〉 = Pk[l，l]T，式中，〈Pk， [1，1]>表 示兩向量Pk和[l，l]的內(nèi)積操作，[l，l]T表示向量轉(zhuǎn)置矩陣；由此得到平均隊長為= S A:Pr[x =;再記源端平均隊長為Xs，中繼端平均隊長Xf，以便討論無線網(wǎng)絡性能參數(shù)與業(yè)務模型參數(shù)對中繼網(wǎng)絡的影響，并通過與傳統(tǒng)中繼選擇方法的比較，對該方法進行綜合評估與驗證其高可靠性的傳輸性能；(74)為方便討論，定義一個分別包括源端與中繼端用戶的兩個平均隊長變化因子的概<formula>formula see original document page 5</formula>:式中，as， cir分別是源端和中繼端的平均隊長變化因子，XtoS， X。。s分別表示源端用戶在非協(xié)同和用戶協(xié)同兩種傳輸方式下的平均隊列長度，xdi/， XJ分別表示中繼端用戶在非協(xié)同和用戶協(xié)同兩種傳輸方式下的平均隊列長度；從上述兩個定義式看出對源端用戶，該隊長變化因子越大，所獲增益越 大，隊列性能越好；而對于中繼端用戶，則恰好相反。
全文摘要
一種多用戶協(xié)作通信中兼顧信道條件和業(yè)務狀態(tài)的中繼選擇方法，先對網(wǎng)絡各用戶引入能體現(xiàn)業(yè)務突發(fā)性和自相似特點的業(yè)務到達模型，再綜合考慮各用戶業(yè)務的不同QoS要求，根據(jù)當前的實時信道條件和業(yè)務狀態(tài)，當信道條件滿足最小傳輸速率要求所對應的信噪比閾值時，選用直接傳輸方式；當信道條件小于最小傳輸速率要求所對應的信噪比閾值且中繼端緩存區(qū)未滿時，基于比例公平和用戶滿意度原則，根據(jù)中繼選擇的多優(yōu)化目標，選擇合作伙伴作為中繼用戶參與協(xié)同傳輸，以降低源端用戶的中斷概率及其對中繼用戶業(yè)務傳輸?shù)挠绊?，提升源端用戶業(yè)務的傳輸性能，對協(xié)同用戶業(yè)務傳輸性能的影響降至最小，保障不同用戶業(yè)務的QoS要求和提高協(xié)同中繼系統(tǒng)的通信可靠性。
文檔編號H04W28/24GK101790204SQ201010104310
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者張興, 王文博, 肖靜, 蔡雯琦, 陳書平, 顏志 申請人:北京郵電大學