CN101159471B - 一种通信中继网络的中继组的确定方法 - Google Patents

一种通信中继网络的中继组的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种通信中继网络的中继组的确定方法，包括以下步骤：步骤201、基站收集通信中继网络中各个中继站的链路信息；步骤202、基站根据预设的中继站链路判断规则及所述链路信息确定中继组。本发明所述技术方案使得中继组的配置可以灵活地调整，从而自适应地实现了中继组传输效率和功率开销之间的均衡。

Description

一种通信中继网络的中继组的确定方法
技术领域
本发明涉及一种中继组的确定方法，尤其是一种通信中继网络的中继组的确定方法。
背景技术
如图1所示，无线通信网络为了扩大系统的覆盖范围并增加系统容量，可以采用中继站以转发基站和移动站之间的数据。为了提高中继效率，中继网络可以采用多个中继站构成中继组。具体地说，多个中继站可以同时接收上行或者下行的数据，然后使用相同的资源转发该数据。这样的设计相当于转发信号的分集，将增大一次转发成功的概率，但是相应地也增加了中继站功率的开销。尤其在某些情况下，功率的开销会得不偿失。例如，中继组中信道条件好(或者负载小)的中继站转发成功的概率一定要比信道状况差(或者负载大)的中继站大，当中继组中同时包括两者时，中继组提高的传输效率并不多，但却由于后者的存在浪费了功率的开销。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种通信中继网络的中继组的确定方法，使得中继组自适应获得传输效率和功率开销的均衡。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种通信中继网络的中继组的确定方法，包括以下步骤：
1.1基站收集通信中继网络中各个中继站的链路信息；
1.2所述基站根据预设的中继站链路判断规则及所述链路信息确定中继组。
上述方案中，所述步骤1.2通过以下步骤实现：
2.1所述基站根据所述各个中继站的链路信息，应用所述中继站链路判断规则对所述各个中继站的链路进行判断；
2.2若不存在一个中继站的链路符合所述中继站链路判断规则，所述基站选用全部中继站组成中继组；否则，所述基站选用全部符合所述中继站链路判断规则的中继站组成中继组。
上述方案中，若所述中继站链路判断规则为中继站信道质量判断规则，则符合所述中继站链路判断规则是指所述基站从所述链路信息获得的待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比至少有一个不小于对应的载波干扰噪声比门限，否则，所述待判断中继站不符合所述中继站链路判断规则。
上述方案中，所述载波干扰噪声比门限是所述基站对所述待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比独立预设的。
上述方案中，若所述中继站链路判断规则为中继站负载大小判断规则，则符合所述中继站链路判断规则是指所述基站从所述链路信息获得的待判断中继站下属连接的正在传输数据的移动站数目小于预设门限，否则，所述待判断中继站不符合所述中继站链路判断规则。
上述方案中，若所述中继站链路判断规则为中继站信道质量和负载加权值判断规则，则符合所述中继站链路判断规则是指所述基站从所述链路信息获得的待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比以及下属连接的正在传输数据的移动站数目的加权值大于预设的门限，否则，所述待判断中继站不符合所述中继站链路判断规则。
上述方案中，所述链路信息为基站测量信息及中继站反馈信息的加权组合。
上述方案中，所述中继站反馈信息包括所述基站与所述各个中继站之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，所述各个中继站与移动台之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，所述各个中继站的缓存能力，所述各个中继站之间的无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路实际吞吐量，以及所述各个中继站的位置信息；所述基站测量信息包括所述基站测量的与所述各个中继站之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量以及所述各个中继站的负载。
本发明的有益效果主要表现在：本发明提供的技术方案通过预设的中继站链路判断规则及收集到的链路信息来确定中继组，使得中继组的配置可以灵活地调整，从而自适应地实现了中继组传输效率和功率开销之间的均衡。
附图说明
图1为无线通信网络中通信中继网络的拓扑配置示意图；
图2为本发明通信中继网络的中继组的确定方法流程图；
图3为本发明中继站链路判断规则为中继站信道质量判断规则时中继组确定方法流程图；
图4为本发明中继站链路判断规则为中继站负载大小判断规则时中继组确定方法流程图；
图5为本发明中继站链路判断规则为中继站信道质量和负载加权值判断规则时中继组确定方法流程图。
具体实施方式
无线通信网络中，上行、下行均可以采用多个中继站中继，中继站的确定只与确定的方法有关，与上行、下行无关，因此，本发明提供的方案将适用于采用中继站中继的上行和下行场景。图1即为无线通信网络中通信中继网络的拓扑配置示意图，其已在背景技术中加以描述，此处不再赘述。
参照图2，一种通信中继网络的中继组的确定方法，包括以下步骤：
步骤201：基站收集通信中继网络中各个中继站的链路信息；
步骤202：基站根据预设的中继站链路判断规则及链路信息确定中继组，其中，基站先根据述各个中继站的链路信息，应用中继站链路判断规则对各个中继站的链路进行判断，若判断的结果为不存在一个中继站的链路符合中继站链路判断规则，则基站选用全部中继站组成中继组；否则，基站选用全部符合中继站链路判断规则的中继站组成中继组。
下面分别结合图3、图4、图5，在中继站链路判断规则采用不同的指标时的中继组确定方法作进一步的描述。
当中继站链路判断规则为中继站信道质量判断规则时，参照图3，确定中继组时，包括以下步骤：
步骤301：基站收集通信中继网络中各个中继站的链路信息；
步骤302：基站应用中继站信道质量判断规则对各个中继站的链路进行判断；判断过程中，若基站从链路信息获得的待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比至少有一个不小于对应的载波干扰噪声比门限则判定待判断中继站的信道质量好，符合中继站链路判断规则；否则，判定待判断中继站的信道质量差，不符合中继站链路判断规则；其中，载波干扰噪声比门限是基站对每个待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比独立预设的。
步骤303：基站判断各个中继站中是否存在符合中继站链路判断规则的中继站，即是否存在信道质量好的中继站，若存在，则进入步骤304，否则，进入步骤305；
步骤304：选用全部信道质量好的中继站组成中继组，并结束流程；
步骤305：选用全部中继站组成中继组，并结束流程。
假设中继组由三个工作状态无差别的中继站组成，则发送数据成功概率与信道状态关系如表1所示。
  信道状态     成功概率     失败概率
  好     60％     40％
  差     20％     80％
表1
如果三个中继站信道质量都差，则应该选择三个中继站一起构成中继组转发数据，成功概率为(1-0.83＝)0.49，此时若只选用一个中继站成功概率只有0.2，多个中继站中转显著提高了中继效率。但是，如果有两个中继站信道质量好，而一个中继站信道质量差，就应该考虑成功概率与发射功率的均衡。此时采用三个中继站中继成功概率为(1-0.8×0.42＝)0.87，而使用两个信道质量好的中继站中继成功概率为(1-0.42＝)0.84。两者相比，差距很小((0.87-0.84)/0.87＝3％)，而功率却节省了33％。由于信道质量差的中继站对于中转数据贡献很小，在这种情况下，不让信道质量差的中继站发射，可以以很小的成功概率损失为代价而节约大量的发射功率。
当中继站链路判断规则为中继站负载大小判断规则时，参照图4，确定中继组时，包括以下步骤：
步骤401：基站收集通信中继网络中各个中继站的链路信息；
步骤402：基站应用中继站负载大小判断规则对各个中继站的链路进行判断；判断过程中，若基站从链路信息获得的待判断中继站下属连接的正在传输数据的移动站数目小于预设门限则判定待判断中继站的负载小，符合中继站链路判断规则；否则，判定待判断中继站的负载大，不符合中继站链路判断规则；
步骤403：基站判断各个中继站中是否存在符合中继站链路判断规则的中继站，即是否存在负载小的中继站，若存在，则进入步骤404，否则，进入步骤405；
步骤404：选用全部负载小的中继站组成中继组，并结束流程；
步骤405：选用全部中继站组成中继组，并结束流程。
假设中继组由三个信道质量无差别的中继站组成，则发送数据成功概率与负载大小关系如表2所示。
负载情况     成功概率     失败概率
    小     60％     40％
    大     30％     70％
表2
如果中继站的负载大，中继站下属的各个移动站干扰会较大，某一个移动站接收数据的成功概率就会降低。如果三个中继站负载都大，则应该选择三个中继站一起构成中继组转发数据，成功概率为(1-0.73＝)0.76，此时若只选用一个中继站成功概率只有0.3，多个中继站中转显著提高了中继效率。但是，如果有两个中继站负载小，而一个中继站负载大，就应该考虑成功概率与发射功率的均衡。此时采用三个中继站中继成功概率为(1-0.7×0.42＝)0.89，而使用两个负载小的中继站中继成功概率为(1-0.42＝)0.84。两者相比，差距很小((0.89-0.84)/0.89＝6％)，而功率节省了33％。由于负载大的中继站对于中转数据贡献很小，在这种情况下，不让负载大的中继站发射，可以以很小的成功概率损失为代价而节约大量的发射功率。
当中继站链路判断规则为中继站信道质量和负载加权值判断规则时，参照图5，确定中继组时，包括以下步骤：
步骤501：基站收集通信中继网络中各个中继站的链路信息；
步骤502：基站应用中继站信道质量和负载加权值判断规则对各个中继站的链路进行判断；判断过程中，若基站从链路信息获得的待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比以及下属连接的正在传输数据的移动站数目的加权值大于预设的门限则判定待判断中继站的加权值大，符合中继站链路判断规则；否则，判定待判断中继站的加权值小，不符合中继站链路判断规则；
步骤503：基站判断各个中继站中是否存在符合中继站链路判断规则的中继站，即是否存在加权值大的中继站，即，若存在，则进入步骤504，否则，进入步骤505；
步骤504：选用全部加权值大的中继站组成中继组，并结束流程；
步骤505：选用全部中继站组成中继组，并结束流程。
假设中继组由三个中继站组成，发送数据成功或者失败概率与加权值大小关系如表3所示。
    加权值     成功概率     失败概率
    大     60％     40％
    小     10％     90％
表3
加权值大表示中继站信道质量好且负载小，加权值小，中继站发送数据的成功概率就会降低。如果三个中继站的加权值都小，则应该选择三个中继站一起构成中继组转发数据，成功概率为(1-0.93＝)0.28，此时若选用一个中继站成功概率只有0.1，多个中继站中转显著提高了中继效率。但是，如果有两个中继站加权值大，而一个中继站信道加权值小，就应该考虑成功概率与发射功率的均衡。此时采用三个中继站中继成功概率为(1-0.9×0.42＝)0.86，而使用两个加权值大的中继站中继成功概率为(1-0.42＝)0.84。两者相比，差距很小((0.86-0.84)/0.86＝2％)，而功率节省了33％。由于加权值小的中继站对于中转数据贡献很小，在这种情况下，不让加权值小的中继站发射，可以以很小的成功概率损失为代价而节约大量的发射功率。
图2至图5中所示的链路信息为基站测量信息及中继站反馈信息的加权组合。其中，中继站反馈信息包括基站与各个中继站之间的信道质量、无线链路的丢包储包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，各个中继站与移动台之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，各个中继站的缓存能力，各个中继站之间的无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路实际吞吐量，以及各个中继站的位置信息；基站测量信息包括基站测量的与各个中继站之间的信道质量、无线链路的丢包储包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量以及各个中继站的负载。

Claims (5)

1.一种通信中继网络的中继组的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
基站收集通信中继网络中各个中继站的链路信息，其中：所述链路信息为基站测量信息及中继站反馈信息的加权组合，所述中继站反馈信息包括所述基站与所述各个中继站之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，所述各个中继站与移动台之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，所述各个中继站的缓存能力，所述各个中继站之间的无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路实际吞吐量，以及所述各个中继站的位置信息；所述基站测量信息包括所述基站测量的与所述各个中继站之间的信道质量、无线链路的丢包储包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量以及所述各个中继站的负载；
所述基站根据预设的中继站链路判断规则及所述链路信息确定中继组，具体包括：所述基站根据所述各个中继站的链路信息，应用所述中继站链路判断规则对所述各个中继站的链路进行判断；若不存在一个中继站的链路符合所述中继站链路判断规则，所述基站选用全部中继站组成中继组；否则，所述基站选用全部符合所述中继站链路判断规则的中继站组成中继组。
2.如权利要求1所述的通信中继网络的中继组的确定方法，其特征在于：若所述中继站链路判断规则为中继站信道质量判断规则，则符合所述中继站链路判断规则是指所述基站从所述链路信息获得的待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比至少有一个不小于对应的载波干扰噪声比门限，否则，所述待判断中继站不符合所述中继站链路判断规则。
3.如权利要求2所述的通信中继网络的中继组的确定方法，其特征在于：所述载波干扰噪声比门限是所述基站对每个待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比独立预设的。
4.如权利要求1所述的通信中继网络的中继组的确定方法，其特征在于：若所述中继站链路判断规则为中继站负载大小判断规则，则符合所述中继站链路判断规则是指所述基站从所述链路信息获得的待判断中继站下属连接的正在传输数据的移动站数目小于预设门限，否则，所述待判断中继站不符合所述中继站链路判断规则。
5.如权利要求1所述的通信中继网络的中继组的确定方法，其特征在于：若所述中继站链路判断规则为中继站信道质量和负载加权值判断规则，则符合所述中继站链路判断规则是指所述基站从所述链路信息获得的待判断中继站链路每一跳的载波干扰噪声比以及下属连接的正在传输数据的移动站数目的加权值大于预设的门限，否则，所述待判断中继站不符合所述中继站链路判断规则。
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