CN103974266B - 一种中继传输的方法、设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中继传输的方法，包括：宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，微网络节点确定要给提供中继服务的至少一个用户设备；宏网络节点从至少一个微网络节点中为每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据，并占用除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。本发明实施例提供的方案可以提高了数据传输的速率提高了频谱资源的利用率。

Description

一种中继传输的方法、设备及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种中继传输的方法、设备及系统。。

背景技术

随着近年来智能终端的日益丰富，移动互联网迅猛发展，无线服务数据流量和信令数量的陡增对无线通信网络的冲击前所未有，这使得“频谱”和“站点”从未像现在这样成为左右无线网络未来发展的关键要素。而构建立体分层异构网络(heterogeneousnetwork，HetNet)则是解决这一问题的主要途径。具体地说，在传统的宏基站网络中，通过布放大量低功率的微基站等接入点以形成低功率的节点层，大量重用系统已有的频谱资源和实现用户设备的就近接入，来满足热点地区对无线通信容量的需求。例如，微基站作为一种低功率的小型基站，可以工作在与宏基站相同的频段上，并通过无线或者有线的方式接入到运营商提供的网络。通过微基站可以显著提升用户设备的室内覆盖、系统容量和服务质量，同时减少运营成本。

然而，当多种类型的微基站被部署在宏基站所覆盖的网络中时，微基站之间以及微基站与宏基站之间会因为共享有限的授权频谱资源而存在彼此干扰，而且在宏基站与微基站构成的异构网络中数据传输速率低、频谱资源的利用率低。

发明内容

本发明实施例提供一种中继传输的方法，可以提高数据的传输速率，提高频谱资源的利用率。本发明实施例还提供了相应的设备及系统。

本发明第一方面提供一种中继传输的方法，包括：

将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；

根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γ_i,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；表示CU_k与PT_i之间的无线信道衰落系数；和分别表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中，表示宏网络节点PB直接向用户设备PT_i传输下行数据的速率；P_PB表示PB的广播发射功率；表示PB与PT_i之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PB通过直接传输和协作中继传输向PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γ_i,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；和分别表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示PT_i向CU_k发送下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i向CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示UE_i下行数据所要求的最低传输速率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示：

和

其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；和分别表示CU_k转发PT_i控制平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示CU_k转发PT_i业务平面下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PT_i业务平面下行数据所要求的最低传输速率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

结合第一方面，在第九种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；和分别表示CU_k转发PT_i业务平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示CU_k转发PT_i控制平面下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；和分别表示CU_k传输下行业务平面数据的最低和最高发射速率；和分别表示CU_k传输下行控制平面数据的最低和最高发射速率；以及当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

结合第一方面，在第十种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中，宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；表示宏网络节点PB向用户设备PT_i直接传输控制平面下行数据的传输速率；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度以及当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

本发明第二方面提供一种中继传输的方法，包括：

获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；

根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；

根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述方法还包括：

通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述方法还包括：

通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

本发明第三方面提供一种网络节点设备，包括：

广播单元，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第一接收单元，用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；

选择单元，用于根据所述第一接收单元接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

第一发送单元，用于将所述选择单元选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

本发明第四方面提供一种网络节点设备，包括：

获取单元，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；

确定单元，用于根据所述获取单元获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第二发送单元，用于在所述确定单元确定要提供中继服务的至少一个用户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

第二接收单元，用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；

所述第二发送单元，还用于根据所述第二接收单元接收到的时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，

所述获取单元，还用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

结合第四方面，在第二种可能的实现方式中，

所述获取单元，还用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

本发明第五方面提供一种中继通信系统，包括：宏网络节点设备、微网络节点设备和用户设备；

所述宏网络节点设备为上述技术方案所述的网络节点设备；

所述微网络节点设备为上述技术方案所述的网络节点设备。

本发明实施例采用宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术中宏基站与微基站构成的异构网络中数据传输相比，本发明实施例中微网络节点可以作为宏网络节点与用户设备之间的中继节点，为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且微网络节点还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中中继传输的方法的一实施例示意图；

图2是本发明实施例中中继传输的方法的另一实施例示意图；

图3是本发明实施例中应用场景的一实施例示意图；

图4是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；

图5是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；

图6是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；

图7是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；

图8是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；

图9是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；

图10是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；

图11是本发明实施例中网络节点设备的一实施例示意图；

图12是本发明实施例中网络节点设备的另一实施例示意图；

图13是本发明实施例中网络节点设备的另一实施例示意图；

图14是本发明实施例中网络节点设备的另一实施例示意图；

图15是本发明实施例中系统的一实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种中继传输的方法，可以提高数据的传输速率，提高频谱资源的利用率。本发明实施例还提供了相应的设备及系统。以下分别进行详细说明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1，本发明实施例提供的中继传输的方法的一实施例包括：

101、宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备。

本发明实施例中，微网络节点为用户设备提供中继服务，用户设备可以允许微网络节点在用户设备传输数据的时隙内，占用时隙内的部分时隙资源传输微网络节点自己要发送或者接收的数据。

102、宏网络节点接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度。

微网络节点向宏网络节点发送中继请求时，要将在用户设备通信时隙占用的子时隙资源的长度上报给宏网络节点，以便宏网络节点根据各个微网络节点上报上来的各微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度，确定由哪个微网络节点来为用户设备提供中继服务。

如果有3个微网络节点愿意为一个用户设备提供中继服务，那么宏网络节点可以选择一个微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度最新的微网络节点来为该用户设备提供中继服务。

103、宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

时隙资源分配策略可以包括在用户设备的通信时隙中第一个子时隙是宏网络节点向提供中继服务的微网络节点发送下行数据的子时隙、第二个子时隙是微网络节点向用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据的时隙，第三个子时隙是微网络节点发送自身数据的子时隙。

本发明实施例采用宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术中宏基站与微基站构成的异构网络中数据传输相比，本发明实施例中微网络节点可以作为宏网络节点与用户设备之间的中继节点，为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且微网络节点还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γ_i,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；表示CU_k与PT_i之间的无线信道衰落系数；和分别表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

本发明实施例中及下述的多个实施例中，下角标k和i都为变量，如果有N个微网络节点CU，那么k的取值可以从1到N，CU_k表示第k个微网络节点，如果用户设备PT有M个，那么i的取值可以从1到M，PT_i表示第i个用户设备。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中，表示宏网络节点PB直接向用户设备PT_i传输下行数据的速率；P_PB表示PB的广播发射功率；表示PB与PT_i之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PB通过直接传输和协作中继传输向PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当宏网络节点PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γ_i,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；和分别表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示PT_i向CU_k发送下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i向CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示UE_i下行数据所要求的最低传输速率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示：

和

其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；和分别表示CU_k转发PT_i控制平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示CU_k转发PT_i业务平面下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PT_i业务平面下行数据所要求的最低传输速率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；和分别表示CU_k转发PT_i业务平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示CU_k转发PT_i控制平面下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；和分别表示CU_k传输下行业务平面数据的最低和最高发射速率；和分别表示CU_k传输下行控制平面数据的最低和最高发射速率；以及当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

和

其中，宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；表示宏网络节点PB向用户设备PT_i直接传输控制平面下行数据的传输速率；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

本发明以上多个可选实施例中分别说明了在不同条件下的第一优化目标和第二优化目标，当宏网络节点和微网络节点属于不同的运营网络时，也就是分属不同的运营商时，宏网络节点和微网络节点都要以自身的传输速率最大为优化目标，当宏网络节点和微网络节点属于同一个运营网络时，宏网络节点和微网络节点就要以整个传输网络的传输总速率最大为优化目标。

参阅图2，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例包括：

201、微网络节点获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度。

本发明实施例中，微网络节点为用户设备提供中继服务，用户设备可以允许微网络节点在用户设备传输数据的时隙内，占用时隙内的部分时隙资源传输微网络节点自己要发送或者接收的数据。

202、微网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备。

微网络节点可以根据所述最大子时隙资源的长度确定一个所述最大子时隙资源的长度大于发送自身数据所需要占用的子时隙资源的长度的一个用户设备，为其提供中继服务。

203、微网络节点向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点。

微网络节点向宏网络节点发送中继请求时，要将在用户设备通信时隙占用的子时隙资源的长度上报给宏网络节点，以便宏网络节点根据各个微网络节点上报上来的各微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度，确定由哪个微网络节点来为用户设备提供中继服务。

如果有3个微网络节点愿意为一个用户设备提供中继服务，那么宏网络节点可以选择一个微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度最新的微网络节点来为该用户设备提供中继服务。

204、微网络节点接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略。

时隙资源分配策略可以包括在用户设备的通信时隙中第一个子时隙是宏网络节点向提供中继服务的微网络节点发送下行数据的子时隙、第二个子时隙是微网络节点向用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据的时隙，第三个子时隙是微网络节点发送自身数据的子时隙。

205、微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

微网络节点可以在转发完宏网络节点发送来的下行数据后，占用用户设备通信时隙中上述步骤204中的第三子时隙发送自身的数据，也可以使用上述步骤204中的第三个子时隙接收用户设备发送来的数据。

本发明实施例中，微网络节点获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

在上述图2对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述方法还包括：

通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

本发明实施例中，第一预置方案为：当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，每个微网络节点CU_k接收到宏网络节点PB为每个用户设备PT_i所设定的参数n_i和γ_i,max，并且令ε_i＝γ_i,max/n_i。CU_k接收到PB所广播的信息，包括PB为每个PT_i所选择的认知中继CU_j、以及所有最新的γ_i和β_i。如果有j≠k，那么令γ_k,i＝γ_k,i-ε_i。根据中的最新γ_k,i，构造拉格朗日函数：

求解该函数即可获得CU_k为PT_i提供协作中继服务的最优中继功率而CU_k传输自身数据时的最优发射功率根据最新的γ_k,i以及和如果有成立，则CU_k会选择为PT_i进行数据中继传输，即令B_k,i＝1；否则，令B_k,i＝0。如果存在满足B_k,i＝1的i，那么CU_k将通过控制信道向PB反馈最新的γ_k,i和重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

在上述图2对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述方法还包括：

通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

本发明实施例中，第二预置方案为：当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，每个微网络节点CU_k接收到宏网络节点PB所广播的为每个用户设备PT_i所设定的参数n_i和γ_i,max，并令ε_i＝γ_i,max/n_i。CU_k接收到PB所广播的信息，包括PB为每个PT_i所选择的认知中继CU_j、以及所有最新的γ_i和β_i。如果有j≠k，那么令γ_k,i＝γ_k,i-ε_i。根据最新的γ_k,i，构造拉格朗日函数：

求解该函数即可获得CU_k为PT_i提供协作中继服务的最优中继功率和CUk传输自身数据时的最优发射功率根据最新的γ_k,i以及和如果本次值大于上次值，则CU_k会选择为PT_i进行数据中继传输，即令B_k,i＝1；否则，令B_k,i＝0。如果存在满足B_k,i＝1的i，那么CU_k将通过控制信道向PB反馈最新的γ_k,i和以发出新的协作中继请求。

为了便于理解，下面以多个应用场景为例，详细说明本发明实施例中中继传输的方法的过程：

参阅如3，图3中包含a部分和b部分，a部分所示由单个授权用户网络和单个认知用户网络所构成的认知无线通信系统中，授权用户网络包括一个宏网络节点PB和N个用户设备PT_i，1≤i≤N，而认知用户网络是M对认知发射微网络节点CT_k和接收微网络节点CR_k，1≤k≤M，所构成的点对点(ad hoc)网络，其中CT_k需要向CR_k传输数据。由于授权用户网络具备某个授权通信频段的合法使用权，而所有CT_k只能在宏网络节点允许的情况下才能临时性地使用该通信频段进行通信。为了满足PB与所有CT_k和PT_i之间的控制信息交互以及PB与所有PT_i之间的全双工通信需求，授权通信频段被划分为四个子信道，即授权控制信道、认知控制信道、上行数据信道和下行数据信道。为简化讨论，假设上下行信道的带宽相同，且远大于两个控制信道的带宽。所有PT_i以时分多址方式利用授权控制信道与PB进行授权控制信息的半双工通信，所有CT_k以时分多址方式利用认知控制信道与PB进行控制信息的半双工通信，而所有N个PT_i采用时分多址方式在上、下行信道上与PB进行授权用户数据的全双工通信。

为了提高授权用户网络的通信质量，PB和PT_i可以通过选择适当的认知发射微网络节点CT_k进行基于解码-转发(Decode-and-forward)方式的协作中继传输，而作为回报CT_k可以临时占用上下行数据信道上某个PT_i时隙的部分时间长度来完成自身数据的传输。具体的说，当每个PT_i所获分配的时隙长度固定为1时，那么如附3的b部分所示该时隙可被划分成长度为α_i、β_i和γ_i的三个子时隙。其中0≤α_i≤1、0≤β_i≤1和0≤γ_i≤1，并且满足：

α_i+β_i+γ_i＝1 (1)

以如图4所示的宏网络节点PB向用户设备PT_i所进行的下行数据传输为例：图4包括a、b、c三个部分，a部分所示在时隙i的第一个子时隙α_i内，PB将需要传输给PT_i的数据通过下行信道发送给CT_k，而CT_k则会对接收到的数据进行解码；b部分所示在时隙i的第二个子时隙β_i内，PB会重新通过下行信道向PT_i发送其在第一个子时隙内发送的数据，CT_k则会将解码后的数据通过下行信道发送给PT_i，而PT_i会对接受到的信号进行最大比合并；c部分所示在时隙i的最后一个子时隙γ_i内，PB会停止其在下行信道上的数据传输，而CT_k则可以利用该信道向CR_k传输数据。

为了简化讨论，我们假设PB总是以相同的发射功率P_PB进行数据传输，而CT_k则可以自适应地改变它向PT_i传输数据的发射功率和向CR_k传输数据的发射功率并且

根据可知，当且仅当PB向PT_i的直传速率和中继传输速率满足时，PB向PT_i传输数据的总速率可以达到最大。由此可得，参数α_i的最佳取值为：

因此，宏网络节点PB会根据(2)来为PT_i的协作中继传输设置α_i值。将式(2)代入可得：

很显然，PB会选择CT_k为PT_i进行协作中继传输的前提条件是将式(3)代入该条件可得：

其中γ_i,max表示PT_i所能接受的CT_k向CR_k传输数据的子时隙长度γ_i的上限值。

由于授权用户网络和认知用户网络有着各自不同的通信需求，它们之间所进行的关于协作中继传输的信息交互实际上可以被看作双方为最大化自身的传输收益而进行的中继选择和被选择的过程。一方面，每个微网络节点CT_k需要向宏网络节点PB发送中继请求，表明它愿意提供协作中继传输服务的用户设备PT_i、向PT_i传输数据的发射功率以及向认知接收终端CR_k传输数据的子时隙长度γ_k,i，以期在向PT_i提供协作中继传输的同时获得传输自身数据的机会。另一方面，宏网络节点PB需要从所有接收到的中继请求中为每个PT_i选择适当的微网络节点进行协作中继传输，从而提升它与PT_i之间传输速率和通信质量。

本发明实施例中，对于宏网络节点PB来说，宏网络节点的优化目标的优化目标可以被描述为：

和

其中，表示宏网络节点PB直接向用户设备PT_i传输数据的速率；P_PB表示PB的广播发射功率；表示PB与PT_i之间的无线信道衰落系数；表示PB通过直接传输和协作中继传输向PT_i传输数据所能获得的总有效速率；表示PB向CT_k传输数据的速率；表示当PB通过CT_k对PT_i进行基于解码-转发方式的协作中继传输时，PT_i所能获得的总传输速率；表示PB与CT_k之间的无线信道衰落系数；表示CT_k与PT_i之间的无线信道衰落系数；α_i、β_i和γ_i分别表示PB所确定的在PT_i的通信时隙内由PB向认知中继传输PT_i数据，由PB和认知中继共同向PT_i传输数据和由认知中继传输自身数据的子时隙长度；N₀表示每条无线信道上的平均噪声功率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

本发明实施例中，对于每个微网络节点CT_k来说，微网络节点的优化目标可以被描述为：

和

其中，β_i表示，当某个认知中继采用解码-转发(Decode-and-Forward)方式为用户设备PT_i进行协作中继传输时，宏网络节点PB要求该中继向PT_i转发数据的子时隙长度；γ_k,i表示微网络节点CT_k通过为PT_i进行协作中继传输而获得的在PT_i的通信时隙内传输自身数据的子时隙长度；表示CT_k自身通信业务所要求的最低数据传输速率；γ_i,max表示PT_i所能接受的认知中继传输自身数据的子时隙长度上限；和分别表示CT_k向PT_i传输数据的速率和发射功率；和分别表示CT_k向CR_k传输数据的速率和发射功率；表示CT_k与PT_i之间的无线信道衰落系数；表示CT_k向CR_k传输数据时的无线信道衰落系数；N₀表示每条无线信道上的平均噪声功率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

每个微网络节点CT_k的优化目标的求解采用如下的具体步骤：

(i)对于每个用户设备PT_i和宏网络节点PB所设定的参数n_i>0，令γ_k,i＝γ_i,max和ε_i＝γ_k,i/n_i。

(ii)根据宏网络节点PB所广播的信息，包括PB为每个PT_i分配的认知中继CT_j和所有最新的γ_i和β_i以及ε_i，如果有j≠k，那么令γ_k,i＝γ_k,i-ε_i。

(iii)根据γ_k,i＝γ_k,i-ε_i中的最新γ_k,i，构造拉格朗日函数：

求解该函数即可获得CT_k为PT_i提供协作中继服务的最优发射功率而CT_k传输自身数据时的最优发射功率

(iv)根据γ_k,i＝γ_k,i-ε_i中的最新γ_k,i以及中的最新和如果有成立，则CT_k会选择为PT_i进行数据中继传输，即设置B_k,i＝1；否则，设置B_k,i＝0。

(v)如果存在满足B_k,i＝1的i，那么CT_k将通过控制信道向PB反馈最新的γ_k,i和以发出新的中继请求。

为了证明每个微网络节点优化目标的求解算法是收敛的，我们需要考虑微网络节点CT_k在每一轮向PB发送的中继请求中选择为PT_i进行协作中继传输所获得的效用结合式(1)和式(2)可得，

首先，如果U_ki＜0，那么CT_k就不会向PB发送这一中继请求。其次，如果U_k,i≥0，那么结合式(4)和式(7)可得：CT_k向PB所要求的向CR_k传输数据的子时隙长度γ_k,i必须满足：

同时，由于PB为每个PT_i都设置了降低γ_k,i的最小步长ε_i，因此CT_k向PB重复发出中继请求的轮数N_k,i必须满足：

这一N_k,i上限的存在就意味着每个CT_k不可能向PB发出无限次的中继请求。另一方面，PB也可以通过选取适当的n_i值来控制CT_k向PB重复发出中继请求的轮数N_k,i。当没有微网络节点发出新的中继请求时，PB将终止这一认知中继的选择过程。因此，上述所提出的求解算法是收敛的。

下面即针对本文所提出的分布式认知中继传输机制进行基于MATLAB软件的算法仿真分析。如图5所示，用于仿真的无线通信系统包含了1个主用户基站PB、10个主用户终端PT_i，1≤i≤10，以及4个认知用户CR_k，1≤k≤4。其中所有PT_i都均匀地分布在以PB为圆心并且直线距离为1的圆周上，而所有CR_k则分布在以PB为圆心并且直线距离为u，0<u<1，的圆周上。在不失一般性的情况下，我们按照图5所示的均匀分布设置了10个PT_i具体坐标，并且将四个CR_k坐标分别取为(u,0)、(0,u)、(-u,0)和(0,-u)。此外，将任意PT_i和任意CR_k之间的距离标记为d_i,k。

为简化仿真计算，我们假设任意节点间的无线信道都是平坦慢衰落的瑞利信道，并且将所有PB、CR_k和PT_i之间的平均信道增益简化为只与收发双方的物理距离相关，即：

和

其中m＝4为路径损耗因子。此外，我们还对所有PB、CR_k和PT_i的参数做如下假设：

(1)、PB的发射功率固定为P_b＝1；

(2)、所有PB、CR_k和PT_i的接收机所经历的噪声功率均为N₀＝1；

(3)、在传输自身数据和中继主用户数据时，每个CR_k的最小发射功率和最大发射功率即

(4)对于每个PT_i来说，均有d_i＝r_i＝1，z_i＝2，n_i＝10和s_i＝0.1。

在上述的参数设置下，PB会根据认知中继的选择机制为每个PT_i，1≤i≤10，选择最优的认知用户进行协作中继传输。例如，当CR_k与CB之间的平均信道增益和u＝0.2时，PB会选择CR₁作为PT₃、PT₇和PT₁₀的中继节点，CR₂作为PT₁、PT₄和PT₅的中继节点，CR₃作为PT₂、PT₆和PT₉的中继节点，以及CR₄作为PT₈的中继节点。

图6则画出了在u＝0.2时，此协作中继传输方式下所有PT_i能够获得的传输速率同时，图6还画出了当PB不为每个PT_i选择任何认知中继时每个PT_i所能获得的直传传输速率。可以看出，通过选择适当的认知用户进行协作中继传输，PB可以显著地提高它对每个PT_i的传输速率，并且当认知中继的无线信道质量越好时，其传输速率的提升就越显著。

而图7则给出了在u＝0.2时，认知中继的重复选择过程结束之后，每个认知用户CR_k所获得的总传输速率。可以看出，多数情况下，当CR_k的无线信道质量越好时，它所获得的总传输速率越高。然而由于信道质量较好时，CR_k之间为获得进行中继的机会将导致竞争加剧，因此反而会使得自身获得的总传输速率有略微的下降。例如当CR₂，CR₃和CR₄的无线信道增益从15dB增大到20dB时，其获得的总传输速率反而出现轻微的降低。

如附图8所示，本应用场景中宏基站为上述实施例中的宏网络节点，微基站为上述实施例中的微网络节点，本实施例考虑的是由单个宏基站和多个微基站所构成的一个立体分层异构无线网络(HetNet)。该网络包含一个宏基站MB，M个微基站FB_k,1≤k≤M，以及N个用户设备UE_i，1≤i≤N。其中所有的MB、FB_k、以及UE_i均属于相同的运营商，它们共用同一个授权通信频段，并且每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏基站和某个微基站进行传输。为了满足MB与所有FB_k和UE_i之间的控制信息交互以及MB和FB_k与UE_i所有之间的全双工通信需求，授权通信频段被划分为两个子信道，即控制信道和数据信道。MB以TDMA的方式利用控制信道与FB_k和UE_i进行控制信息的半双工通信，它同时以TDMA和TDD的方式利用数据信道与FB_k和UE_i进行数据信息的全双工通信。

为了提高频谱利用率和用户设备的通信质量，并考虑到下行数据流量远大于上行数据流量的特点，MB在传输UE_i下行数据的过程中可以通过选择适当的FB_k进行基于解码-转发(Decode-and-forward)方式的协作中继传输，同时FB_k则利用UE_i的部分通信时隙完成对UE_i上行数据的接收。具体地说，当每个UE_i所获分配的时隙长度固定为1时，那么该时隙可被划分成长度为α_i、β_i和γ_i的三个子时隙。其中0≤α_i≤1、0≤β_i≤1和0≤γ_i≤1，并且满足：

α_i+β_i+γ_i＝1 (8)

以如附图9所示的UE_i上/下行数据传输为例：图9包括a、b、c三部分，a部分所示在时隙i的第一个子时隙α_i内，MB将需要传输给UE_i的数据通过数据信道发送给FB_k，而FB_k则会对接收到的数据进行解码；b部分所示在时隙i的第二个子时隙β_i内，MB会重新通过下行信道向UE_i发送其在第一个子时隙α_i内发送过的数据，而FB_k则会将解码后的数据通过下行信道发送给UE_i，而UE_i会对接受到的信号进行最大比合并；c部分所示在时隙i的最后一个子时隙γ_i内，MB会停止其在数据信道上的数据传输，而UE_i则利用该信道向FB_k传输上行数据。

为了简化讨论，我们假设MB总是以相同的发射功率P_MB进行数据传输，而FB_k则可以自适应地改变它向UE_i传输数据的发射功率

根据可知，当且仅当MB向UE_i的直传速率和中继传输速率满足时，MB向UE_i传输数据的总速率可以达到最大。由此可得，参数α_i的最佳取值为：

其中，表示MB向FB_k传输下行数据的速率；表示当MB通过FB_k对UE_i进行基于解码-转发方式的协作中继传输时，UE_i所能获得的总下行传输速率；表示MB与FB_k之间的无线信道衰落系数；表示FB_k与UE_i之间的无线信道衰落系数；N₀表示每条无线信道上的平均噪声功率。

因此，宏基站MB会根据(9)来为UE_i的协作中继传输设置α_i值。将式(9)代入可得：

很显然，MB会选择FB_k为UE_i进行协作中继传输的前提条件是将式(10)代入该条件可得

其中γ_i,max表示UE_i向FB_k传输上行数据的子时隙长度γ_i的上限值。显然针对不同的用户终端UE_i上行数据传输的需求，我们有γ_i,min≤γ_i≤γ_i,max，其中γ_i,min表示用户终端UE_i为满足上行数据传输质量要求所需的子时隙长度γ_i的下限值。立体分层异构无线网络(HetNet)运作机制。

由于宏基站网络和微基站网络有着各自不同的通信任务，它们之间所进行的关于协作中继传输的信息交互实际上可以被看作双方为最大化自身的传输收益而进行的中继选择和被选择的过程。一方面，当多个新的用户终端UE_i需要使用网络服务时，宏基站MB会通过控制信道向其附近的微基站进行广播，收到广播消息的微基站FB_k表明它愿意提供下行协作中继传输服务的终端UE_i、向UE_i传输数据的发射功率以及接收UE_i上行数据的子时隙长度γ_k,i，在向UE_i提供协作中继传输的同时获得接收UE_i上行数据的机会。另一方面，宏基站MB需要从所有接收到的中继请求中为每个UE_i选择适当的微基站FB_k进行下行协作中继传输，从而提升它与UE_i之间传输速率和通信质量，并且使得UE_i获得一定的传输上行数据的子时隙。为此，我们拟定了如附图9所示的分布式中继选择机制。

对于宏基站MB来说，宏基站MB的优化目标可以被描述为：

和

其中表示宏基站MB通过直接传输和协作中继传输向用户设备UE_i进行下行数据传输所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微基站FB_k请求为UE_i下行数据进行协作中继传输时，该基站所要求的在UE_i通信时隙内接收UE_i上行数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微基站被选中为UE_i进行协作中继传输时，该基站需要在UE_i通信时隙内转发UE_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由MB所确定的在UE_i通信时隙内UE_i传输自身上行数据的子时隙长度；以及，

当FB_k选择为UE_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择FB_k为UE_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

对于每个微基站FB_k来说，微基站FB_k的优化目标可以被描述为：

和

其中，β_i表示，当一个微基站被选中为用户终端UE_i进行协作中继传输时，该基站需要在UE_i通信时隙内转发UE_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示微基站FB_k接收UE_i的上行数据的子时隙长度；和

分别表示FB_k转发UE_i下行数据的传输速率和发射功率；

和分别表示UE_i向FB_k传输数据的速率和发射功率；表示UE_i与FB_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示UE_i上行数据所要求的最低传输速率；以及，

当FB_k选择为UE_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

与前一个实施例类似，本实施例同样考虑的是如附图8所示的由单个宏基站和多个微基站所构成的一个立体分层异构无线网络(HetNet)。参阅图10，该网络包含一个宏基站MB，M个微基站FB_k,1≤k≤M，以及N个终端UE_i，1≤i≤N，并且整个网络中宏基站和微基站共用同一个授权频段。另一方面，该网络与图8和图9对应的实施例中异构无线网络的主要差别在于宏基站和所有微基站分别属于不同的运营商，并且每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过宏基站和某个微基站进行传输。为了满足MB与所有FB_k和UE_i之间的控制信息交互以及FB_k与UE_i之间的全双工通信需求。授权通信频段被划分为两个子信道，即控制信道和数据信道。MB以TDMA的方式利用控制信道与FB_k和UE_i进行控制平面数据的半双工通信，FB_k以TDMA和TDD的方式利用数据信道与UE_i进行业务平面数据的全双工通信。

为了提高控制信道的通信质量，MB和UE_i之间的控制平面数据可以通过选择适当的FB_k进行基于基于解码-转发(Decode-and-forward)方式的协作中继传输具体的说当每个UE_i所获分配的时隙长度固定为1时，那么该时隙可被划分成长度为α_i、β_i的两个子时隙。其中0≤α_i≤1、0≤β_i≤1，并且满足

α_i+β_i＝1 (14)

以如附图10所示的UE_i上/下行控制平面数据传输为例：图10包括a、b两部分，a部分所示在时隙i的第一个子时隙α_i内，MB将需要传输给UE_i的控制平面数据通过控制信道发送给FB_k，而FB_k则会对接收到的数据进行解码；b部分所示，在时隙i的第二个子时隙β_i内，MB会重新通过控制信道向UE_i发送其在第一个子时隙α_i内已发送的控制平面数据，FB_k则会将解码后的控制平面数据通过控制信道发送给UE_i，而UE_i会对接受到的信息进行最大比合并。

为了简化讨论，我们假设MB总是以相同的发射功率P_MB进行数据传输，而FB_k则可以自适应地改变它向UE_i传输数据的发射功率

根据可知，当且仅当MB向UE_i的控制平面直传速率和中继控制平面传输速率满足时，MB向UE_i传输数据的总速率可以达到最大。由此可得，参数α_i的最佳取值为

其中P_MB表示宏基站MB的发射功率；表示MB与UE_i之间的无线信道衰落系数；表示MB通过直接传输和协作中继传输向UE_i传输所能获得的总有效下行控制平面信息传输速率；表示MB向FB_k传输下行控制平面数据的速率；表示当MB通过FB_k对UE_i进行基于解码-转发方式的协作中继传输时所能获得的总下行控制平面数据传输速率；表示MB与FB_k之间的无线信道衰落系数；表示FB_k与UE_i之间的无线信道衰落系数；α_i、β_i分别表示MB所确定的在UE_i的控制信道通信时隙内由MB向FB_k传输UE_i控制平面数据，由MB和FB_k共同向UE_i传输控制平面数据的子时隙长度；N₀表示每条无线信道上的平均噪声功率。

因此，宏基站MB会根据(15)来为UE_i的协作中继传输设置α_i值。将式(15)代入可得：

很显然，MB会选择FB_k为UE_i进行协作中继传输的前提条件是将式(16)代入该条件可得：

其中表示宏基站MB直接向用户终端UE_i传输控制平面下行数据的传输速率；显然不同的FB_k宏与MB之间的信道衰落系数不同，其进行中继所给出的传输功率也不同。

由于宏基站网络和微基站网络有着各自不同的通信任务，它们之间所进行的关于控制平面数据进行协作中继传输的交互实际上可以被看作双方为最大化自身的传输收益而进行的中继选择和被选择的过程。一方面，当多个新的用户终端UE_i需要使用网络服务时，宏基站MB会向其附近的微基站进行广播通信，收到广播消息的微基站FB_k表明它愿意提供控制平面数据协作中继传输服务的终端UE_i、向UE_i传输控制平面数据的发射功率在向UE_i提供控制平面数据协作中继传输的同时利用数据信道与UE_i进行全双工通信。另一方面，宏基站MB需要从所有接收到的中继请求中为每个UE_i选择适当的微基站FB_k进行控制平面数据协作中继传输。对于宏基站MB来说，宏基站MB的优化目标可以被描述为：

其中，

当FB_k选择为UE_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

当PB选择FB_k为UE_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

对于每个微基站FB_k来说，微基站FB_k的优化目标可以被描述为：

和

其中和分别表示FB_k传输UE_i业务平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示FB_k转发UE_i控制平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示FB_k传输下行业务平面数据的最低和最高发射速率；和分别表示FB_k传输下行控制平面数据的最低和最高发射速率；

当FB_k选择为UE_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

参阅图11，本发明实施例提供的网络节点被的一实施例包括：

广播单元301，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第一接收单元302，用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；

选择单元303，用于根据所述第一接收单元302接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

第一发送单元304，用于将所述选择单元303选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

本发明实施例中，广播单元301将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；第一接收单元302接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；选择单元303根据所述第一接收单元302接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；第一发送单元304将所述选择单元303选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术相比，本发明实施例提供的网络节点设备可以为用户设备选择微网络节点作为中继节点，使微网络节点可以为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且微网络节点还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。

参阅图12，本发明实施例提供的网络节点设备的另一实施例包括：

获取单元401，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；

确定单元402，用于根据所述获取单元401获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第二发送单元403，用于在所述确定单元402确定要提供中继服务的至少一个用户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

第二接收单元404，用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；

所述第二发送单元403，用于根据所述第二接收单元404接收到的时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

本发明实施例中，获取单元401获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；确定单元402根据所述获取单元401获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；第二发送单元403在所述确定单元402确定要提供中继服务的至少一个用户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；第二接收单元404接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；所述第二发送单元403还根据所述第二接收单元404接收到的时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术相比，本发明实施例提供的网络节点设备可以为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且该网络节点设备还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。

在上述图12对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的网络节点设备的另一实施例中，

所述获取单元401，还用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

所述第二发送单元403，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

在上述图12对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的网络节点设备的另一实施例中，

所述获取单元401，还用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

所述第二发送单元403，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

参阅图13，本发明实施例提供的网络节点设备的一实施例包括：第一接收器310、第一发送器320、第一存储器330和第一处理器340，

第一接收器310、第一发送器320、第一存储器330和第一处理器340通过总线或者其他方式连接；

其中，第一发送器320用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第一接收器310用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；

第一处理器340用于根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

参阅图14，本发明实施例提供的网络节点设备的一实施例包括：第二接收器410、第二发送器420、第二存储器430和第二处理器440，

第二接收器410、第二发送器420、第二存储器430和第二处理器440通过总线或者其他方式连接；

其中，第二处理器440用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；

第二处理器440用于根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第二发送器420用于向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

第二接收器410用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；

第二发送器420用于根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

本发明一些实施例中，第二处理器440用于用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

第二发送器420用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

本发明一些实施例中，第二处理器440用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

第二发送器420用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γ_k,i和

参阅图15，本发明实施例提供的中继通信系统的一实施例包括：宏网络节点设备30、微网络节点设备40和用户设备50；

宏网络节点设备30，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

微网络节点设备40，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的中继传输的方法、设备以及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (19)

1.一种中继传输的方法，其特征在于，包括：

将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；

根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>R</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msub> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γ_i,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；表示CU_k与PT_i之间的无线信道衰落系数；和分别表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>k</mi> </munder> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>R</mi> <msub> <mi>t</mi> <mi>i</mi> </msub> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>B</mi> <mo>,</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，表示宏网络节点PB直接向用户设备PT_i传输下行数据的速率；P_PB表示PB的广播发射功率；表示PB与PT_i之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PB通过直接传输和协作中继传输向PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

<mrow> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>P</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>R</mi> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>r</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>t</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msub> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γ_i,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；和分别表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>k</mi> </munder> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>R</mi> <msub> <mi>t</mi> <mi>i</mi> </msub> </msub> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

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当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> </msub> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；和分别表示CU_k转发PT_i下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示PT_i向CU_k发送下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i向CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示UE_i下行数据所要求的最低传输速率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>k</mi> </munder> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>R</mi> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </msub> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

<mrow> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>,</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <msubsup> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；和分别表示CU_k转发PT_i控制平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示CU_k转发PT_i业务平面下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PT_i业务平面下行数据所要求的最低传输速率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>k</mi> </munder> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>R</mi> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；γ_k,i表示，当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PT_i通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；γ_i表示由PB所确定的在PT_i通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

<mrow> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow> 5

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>,</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>,</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msub> <mi>B</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <msubsup> <mi>R</mi> <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度；和分别表示CU_k转发PT_i业务平面下行数据的传输速率和发射功率；和分别表示CU_k转发PT_i控制平面下行数据的传输速率和发射功率；表示PT_i与CU_k之间的无线信道衰落系数；N₀表示各条无线信道上的平均噪声功率；和分别表示CU_k传输下行业务平面数据的最低和最高发射速率；和分别表示CU_k传输下行控制平面数据的最低和最高发射速率；以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：

<mrow> <munder> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> <mrow> <msub> <mi>&amp;beta;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> </munder> <mo>{</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>k</mi> </munder> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>R</mi> <mrow> <mi>M</mi> <mi>B</mi> <mo>,</mo> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <mi>c</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>}</mo> </mrow>

和

其中，宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PT_i传输下行数据所能获得的总传输速率；表示宏网络节点PB向用户设备PT_i直接传输控制平面下行数据的传输速率；β_i表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PT_i进行协作中继传输时，该用户设备需要在PT_i的通信时隙内转发PT_i下行数据的子时隙长度以及

当CU_k选择为PT_i进行协作中继传输时，B_k,i＝1，其他情况，B_k,i＝0；

<mrow> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mn>1</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> <mo>,</mo> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>

当PB选择CU_k为PT_i进行协作中继传输X_k,i＝1，其他情况，X_k,i＝0。

12.一种中继传输的方法，其特征在于，包括：

获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；

根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；

根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述方法还包括：

通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中携带所述最新的γ_k,i和

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述方法还包括：

通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中携带所述最新的γ_k,i和

15.一种网络节点设备，其特征在于，包括：

广播单元，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第一接收单元，用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；

选择单元，用于根据所述第一接收单元接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

第一发送单元，用于将所述选择单元选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

16.一种网络节点设备，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；

确定单元，用于根据所述获取单元获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；

第二发送单元，用于在所述确定单元确定要提供中继服务的至少一个用户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；

第二接收单元，用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；

所述第二发送单元，还用于根据所述第二接收单元接收到的时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。

17.根据权利要求16所述的网络节点设备，其特征在于，

所述获取单元，还用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中携带所述最新的γ_k,i和

18.根据权利要求16所述的网络节点设备，其特征在于，

所述获取单元，还用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CU_k请求为PT_i进行协作中继传输时，所要求的在PT_i通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γ_k,i和CU_k传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率

所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中携带所述最新的γ_k,i和

19.一种中继通信系统，其特征在于，包括：宏网络节点设备、微网络节点设备和用户设备；

所述宏网络节点设备为上述权利要求15所述的网络节点设备；

所述微网络节点设备为上述权利要求16～18任意一项所述的网络节点设备。