CN108353294B - 用于选择通信中继的网络实体和方法 - Google Patents

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CN108353294B CN201580084310.9A CN201580084310A CN108353294B CN 108353294 B CN108353294 B CN 108353294B CN 201580084310 A CN201580084310 A CN 201580084310A CN 108353294 B CN108353294 B CN 108353294B
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Abstract

本发明涉及一种用于从覆盖了多个地理位置的基站(105)的服务区域(103)中的多个通信中继(101a‑c)中选择通信中继(101a)的网络实体(100)，每个通信中继(101a‑c)可以重传所述基站(105)和用户设备(107)之间的通信，所述网络实体(100)包括：分配器(109)，用于：基于所述服务区域(103)中每个地理位置上的衰减度，将所述服务区域(103)划分为多个不同区域；确定器(111)，用于：基于各个所述区域内地理位置上的衰减度，确定所述服务区域(103)内每对区域的空间隔离度；选择器(113)，用于：基于所述多个通信中继(101a‑c)中每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，从所述多个通信中继(101a‑c)中选择通信中继(101a)。

Description

用于选择通信中继的网络实体和方法
技术领域
本发明涉及无线通信。更具体地，本发明涉及一种能够从多个通信中继中选择通信中继的网络实体，以及用于操作此类网络实体的方法。
背景技术
在中继协助通信中，中继节点部署用于在发射器和接收器之间转发信息。可以识别不同使用情况，以使用中继协助通信。最广泛的便是覆盖范围扩大，其中，中继可部署用于扩大指定基站的覆盖范围以及流量分流，该基站可将自身流量的一部分分流给中继，或者，例如，使用中继缓存并转发数据包给一组目标用户。
同频干扰是采用相同无线资源的中继链路的主要问题。3GPP标准化类型I和类型II中继通过为基站和中继之间的传输使用正交资源来解决这一问题。然而，这造成了复用损耗，从而降低了整体网络容量。
为了减少带内中继通信所产生的干扰，文献中介绍了不同的方法。通常，中继选择结合了功率控制、子带分配(例如，请参见Jeon等人2012年在Entropy第14卷第10节第1842-1863页的《干扰网络的调查：干扰对齐与中和》)，或发射天线的选择(例如，请参见Yang Nan等人2013年在IEEE通信学报第61卷第1节第144-154页的《用于增强MIMO窃听信道安全性的发射天线选择》)，从而满足给定干扰限制。
该选择可视为一种最大化效用函数的优化问题，例如，平均和速率。2012年第6届IEEE信号处理和通信系统国际会议(International Conference on Signal Processingand Communication Systems，简称ICSPCS)上Lee等人的《多资源多目的地协同网络中低复杂度干扰感知单中继选择》中，中继选择决策视为一种分配问题，被建模为加权二分图，且通过匈牙利算法解决。算法输入可以是，例如，2013年IEEE Globecom研讨会(GlobecomWorkshops，简称GC Wkshps)上Cao Jinlong等人的《协同中继网络中干扰感知多用户中继选择方案》所述的信道状态信息(channel state information，简称CSI)。在2014年IEEE无线通信和传感网络国际会议(International Conference on Wireless Communicationand Sensor Network，简称WCSN)上Miao等人的《D2D通信系统的跨层中继选择算法》中，需要额外输入，即，队列状态信息(queue state information，简称QSI)。
然而，上述方法均有两个关键缺点。第一，其需要瞬时信道信息，通常为CSI，这导致了信令成本以及与过时信道信息相关的问题。第二，这些方法具有高计算复杂度的特点，主要是由于实时解决大量优化问题的必要性导致的。
在未将传输进行正交化的情况下减少干扰缺点和有效地选择中继，从而使得整体干扰水平对网络容量没有破坏性影响是有难度的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种网络实体，以及用于操作网络实体以实现中继选择技术改进的方法。
上述和其它目的通过独立权利要求的主题来实现。根据从属权利要求、说明书以及附图会使实现方式更易于理解。
第一方面，本发明涉及一种用于从覆盖了多个地理位置的基站的服务区域中的多个通信中继中选择通信中继的网络实体，每个通信中继可以重传所述基站和用户设备之间的通信，所述网络实体包括：分配器，用于：基于所述服务区域中每个地理位置上的衰减度，将所述服务区域划分为多个不同区域；确定器，用于：基于各个所述区域内地理位置上的衰减度，确定所述服务区域内每对区域空间隔离度；选择器，用于：基于所述多个通信中继中每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，从所述多个通信中继中选择通信中继。
这样做的优点在于网络实体可以基于服务区域的地理特征有效地选择出通信中继，无需多个通信中继和用户设备或基站之间所有通信信道的瞬时信道信息。
多个通信中继可以是潜在通信中继，这些通信中继当前并不对基站和用户设备或者基站和其他用户设备之间通信的重传分别进行中继。另外，多个通信中继还可以是用户设备。
空间隔离度(αi,j)可以是服务区域中多个不同区域中两个地理区域i和j之间无线电波的衰减程度。
在根据第一方面所述的网络实体的第一种可能的实现方式中，所述服务区域中每个地理位置上的衰减度是测量或计算出的所述地理位置到所述基站通信的路径损耗。
在根据第一方面或其第一种实现方式所述的网络实体的第二种可能的实现方式中，每个地理位置上的衰减度均计算为下列一个或若干个值的函数：高度参数、室内或室外指示、无线接入网络运行时获得的特定测量，特别是信道状态信息(channel stateinformation，简称CSI)、信道质量指示(channel quality indicator，简称CQI)或接收信号强度指示(received signal strength indicator，简称RSSI)。
在根据第一方面或其第一或第二种实现方式所述的网络实体的第三种可能的实现方式中，所述确定器用于：基于所述每对区域中各区域内的衰减度的平均值以及位于所述每对区域中间的区域的衰减度的平均值，确定所述每对区域的空间隔离度。所述确定器也可用于：基于所述每对区域中各区域内的衰减度的函数和/或位于所述每对区域中间的区域的衰减度的函数，确定所述每对区域的空间隔离度，其中，所述函数可以是各衰减度的平均值。
对于两个相邻区域i和j，空间隔离度αi,j可以直接通过测量区域i中发射器和区域j中接收器之间的衰减获得，反之亦然。这类度量可以通过路测或者在无线网络在用户设备相互之间直接进行通信的部署方式中运行时获得。
在用户设备间仅通过基站进行通信的情况下，在大多数蜂窝网络中，空间隔离度αi,j仅可以间接获得。一种方法则是定义空间隔离度αi,j＝|Li–Lj|，其中，Li和Lj分别定义为相邻区域i和j中各个离散位置所平均的路径损耗。对于两个并不直接相邻的区域，则在计算αi,j时，根据下列公式考虑中间区域的路径损耗：
Figure BDA0001648349520000031
其中，Lm(m＝1,…,M)是Li和Lj中间的空间隔离区域中的平均路径损耗，M是区域i和区域j之间的区域数量。平均路径损耗值L可以通过典型信道测量获得，例如，路测或直接终端测量，通常是由网络监控功能执行的，如2014年9月3GPP标准TS 37.320v.12.0.0中《通用陆地无线接入(universal terrestrial radio access，简称UTRA)和演进型通用陆地无线接入(evolved universal terrestrial radio access，简称E-UTRA)，最小化路测(Minimization of Drive Tests，简称MDT)的无线测量采集，概述，第二阶段》中标准化的。
在根据第一方面的第三种实现方式所述的网络实体的第四种可能的实现方式中，所述确定器用于在查找表中存储所述每对区域的确定的空间隔离度。
在根据第一方面或其第一至第四种实现方式中任意一种所述的网络实体的第五种可能的实现方式中，所述确定器用于：基于每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，确定所述多个通信中继中每个通信中继的中继隔离度；所述选择器用于从所述多个通信中继中选择中继隔离度最大的通信中继。
例如，对于具有相邻地理区域R2、R3和R5的地理区域R4中的通信中继k，中继隔离度Ik可以根据Ik＝1/3(α4,2+α4,3+α4,5)计算出来，其中，α4,2、α4,3和α4,5分别是区域R4和R2、R4和R3、R4和R5之间的空间隔离度。对于其他与R4并不相邻的区域，例如，R1，在计算Ik时可以忽略这些区域。
在根据第一方面第四和第五种实现方式的网络实体的第六种可能的实现方式中，所述网络实体包括存储器，用于存储查找表；所述确定器用于：基于存储的空间隔离度，确定所述多个通信中继中每个通信中继的中继隔离度。
另外，用户设备和/或基站和/或多个中继中每个中继的地理位置可以存储在存储器中。
在根据第一方面第五或第六种实现方式的网络实体的第七种可能的实现方式中，所述确定器用于：基于所述通信中继的地理位置、所述用户设备的地理位置或所述基站的地理位置，从所述多个通信中继中确定一组通信中继；所述确定器还用于限制所述中继隔离度的确定为所述一组通信中继。
这样做的优点在于必须只为有限数量的通信中继计算中继隔离度。
所述一组通信中继可以包括所有与用户设备的距离小于第一距离阈值或与基站的距离小于第二距离阈值的通信中继。另外，所述一组通信中继可以包括所述多个通信中继中距离用户设备最近的NUE个通信中继，或者所述多个通信中继中距离基站最近的NBS个通信中继，其中，NUE和NBS可以是预定数值。
在根据第一方面第五至第七种实现方式中任意一种所述的网络实体的第八种可能的实现方式中，所述选择器用于从所述多个通信中继中选择一个在所述通信中继中具有最高中继隔离度且与所述用户设备的距离小于阈值的通信中继。
这样做的优点在于可以避免选择中继隔离度较高但同时与用户设备的距离较大的通信中继。
在根据第一方面或其第一至第八种实现方式中任意一种所述的网络实体的第九种可能的实现方式中，所述网络实体包括指定器，所述指定器用于将所述用户设备指定给从所述多个通信中继中选择的通信中继，用以和所述基站进行通信。
在根据第一方面或其第一至第九种实现方式中任意一种所述的网络实体的第十种可能的实现方式中，所述分配器用于：基于所述服务区域的地图，特别是包括衰减度的所述服务区域的无线地图，将所述服务区域划分为所述多个不同区域。
所述地图可以存储为像素图像，其中，每个像素上的衰减度可以是各像素的颜色或亮度，所述分配器可以用于通过将图像处理技术，特别是图像分割和/或轮廓检测，应用至所述地图，识别所述不同区域。
所述地图，特别是像素图像，可以存储至存储器中。
在根据第一方面第十种实现方式的网络实体的第十一种可能的实现方式中，所述网络实体包括接收器，用于接收，特别地，周期性接收所述服务区域的更新后地图。
这样做的优点在于所述网络实体可以在选择通信中继时考虑服务区域中的地理变化。例如，所述分配器可以用于：在接收更新后地图之后，基于更新后地图中的衰减度，将所述服务区域划分为多个不同区域。
在根据第一方面或其第一至第十一种实现方式中任意一项所述的网络实体的第十二种可能的实现方式中，所述基站包括所述网络实体。
第二方面，本发明涉及一种用于从覆盖了多个地理位置的基站的服务区域中的多个通信中继中选择通信中继的方法，每个通信中继可以重传所述基站和用户设备之间的通信，所述方法包括：基于所述服务区域中每个地理位置上的衰减度，将所述服务区域划分为多个不同区域；基于所述衰减度，确定所述服务区域内每对区域的空间隔离度；基于所述多个通信中继中每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，从所述多个通信中继中选择通信中继。除地理位置关联的空间隔离度之外，也可以基于基站和用户设备之间的通信相关的其他通信标准选择所述通信中继。
根据本发明第二方面所述的方法可以由根据本发明第一方面所述的网络实体执行。根据本发明第二方面所述的方法的其他特征直接取决于根据本发明第一方面及其上述不同的实现方式所述的网络实体的功能。
第三方面，本发明涉及一种计算机程序，包括：程序代码，用于当在计算机上运行时，执行根据本发明第二方面所述的方法。
本发明可以以硬件和/或软件形式来实现。
附图说明
本发明的具体实施方式将结合以下附图进行描述，其中：
图1示出了本实施例提供的一种网络实体的示意图；
图2示出了本实施例提供的一种用于从多个通信中继中选择通信中继的方法的示意图；
图3示出了本实施例提供的一种基站的服务区域的示意图；
图4a-d示出了本实施例提供的一种无线地图的示意图；
图5a示出了本实施例提供的一种路径损耗的图；
图5b示出了本实施例提供的一种路径损耗梯度的图；
图6示出了本实施例提供的一种查找表；
图7示出了本实施例提供的一种用于地图感知中继选择的方法的示意图；
图8示出了本实施例提供的一种用于基于一组可行中继进行中继选择的方法的示意图。
具体实施方式
以下结合附图进行详细描述，所述附图是描述的一部分，并通过图解说明的方式示出可以实施本发明的具体方面。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以利用其他方面，并可以做出结构上或逻辑上的改变。因此，以下详细的描述并不当作限定，本发明的范围由所附权利要求书界定。
可以理解的是，与所描述方法有关的披露对于用于执行所述方法的对应设备或系统也同样适用，反之亦然。例如，如果描述了一个具体方法步骤，则对应设备可以包括用于执行所描述方法步骤的单元，即使该单元并没有在附图中明确阐述或说明。进一步地，可以理解的是，此处描述的各种示例方面的特征可以互相结合，除非有特别说明。
图1示出了本实施例提供的一种用于从基站105的服务区域103中的多个通信中继101a-c中选择通信中继101a的网络实体100的示意图。
基站105可以覆盖多个地理位置。每个通信中继101a-c可用于重传基站105和用户设备107之间的通信。
网络实体100包括：分配器109，用于：基于所述服务区域103中每个地理位置上的衰减度，将所述服务区域103划分为多个不同区域；确定器111，用于：基于各个所述区域内地理位置上的衰减度，确定所述服务区域103内每对区域的空间隔离度；选择器113，用于：基于所述多个通信中继101a-c中每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，从所述多个通信中继101a-c中选择通信中继101a。
网络实体100可以基于服务区域103的地理特征有效地选择出通信中继101a，无需多个通信中继101a-c和用户设备107或基站105之间所有通信信道的瞬时信道信息。
多个通信中继101a-c可以是潜在通信中继，这些通信中继当前并不对基站105和用户设备107或者基站105和其他用户设备之间通信的重传分别进行中继。另外，多个通信中继101a-c还可以是用户设备。
空间隔离度(αi,j)可以是服务区域103中多个不同区域中两个地理区域i和j之间无线电波的衰减程度。
在图1所示的示例场景中，网络实体100包括：存储器115、指定器117以及接收器119。
在一个实施例中，所述服务区域103中每个地理位置上的衰减度是测量或计算出的所述地理位置到所述基站105通信的路径损耗。
在一个实施例中，每个地理位置上的衰减度均计算为下列一个或若干个值的函数：高度参数、室内或室外指示、无线接入网络运行时获得的特定测量，特别是信道状态信息(channel state information，简称CSI)、信道质量指示(channel quality indicator，简称CQI)或接收信号强度指示(received signal strength indicator，简称RSSI)。
在一个实施例中，所述确定器111用于：基于所述每对区域中各区域内的衰减度的平均值以及位于所述每对区域中间的区域的衰减度的平均值，确定所述每对区域的空间隔离度。
对于两个相邻区域i和j，空间隔离度αi,j可以直接通过测量区域i中发射器和区域j中接收器之间的衰减获得，反之亦然。这类度量可以通过路测或者在无线网络在用户设备相互之间直接进行通信的部署方式中运行时获得。
在用户设备间仅通过基站进行通信的情况下，如在大多数蜂窝网络中，空间隔离度αi,j仅可以间接获得。一种方法则是定义空间隔离度αi,j＝|Li–Lj|，其中，Li和Lj分别定义为相邻区域i和j中各个离散位置所平均的路径损耗。对于两个并不直接相邻的区域，则在计算αi,j时，根据下列公式考虑中间区域的路径损耗：
Figure BDA0001648349520000061
其中，Lm(m＝1,…,M)是Li和Lj中间的空间隔离区域中的平均路径损耗，M是区域i和区域j之间的区域数量。平均路径损耗值L可以通过典型信道测量获得，例如，路测或直接终端测量，通常是由网络监控功能执行的，如2014年9月3GPP标准TS 37.320v.12.0.0中《通用陆地无线接入(universal terrestrial radio access，简称UTRA)和演进型通用陆地无线接入(evolved universal terrestrial radio access，简称E-UTRA)，最小化路测(Minimization of Drive Tests，简称MDT)的无线测量采集，概述，第二阶段》中标准化的。等式1和等式2可以相同。
在一个实施例中，所述确定器111用于在查找表中存储所述每对区域的确定的空间隔离度。
在一个实施例中，所述确定器111用于：基于每个通信中继101a-c的地理位置关联的空间隔离度，确定所述多个通信中继101a-c中每个通信中继的中继隔离度；所述选择器113用于从所述多个通信中继101a-c中选择中继隔离度最大的通信中继101a。
例如，对于具有相邻地理区域R2、R3和R5的地理区域R4中的通信中继k，中继隔离度Ik可以根据Ik＝1/3(α4,2+α4,3+α4,5)计算出来，其中，α4,2、α4,3和α4,5分别是区域R4和R2、R4和R3、R4和R5之间的空间隔离度。对于其他与R4并不相邻的区域，例如，R1，在计算Ik时可以忽略这些区域。
在一个实施例中，所述网络实体100包括存储器115，用于存储查找表；所述确定器111用于：基于存储的空间隔离度，确定所述多个通信中继101a-c中每个通信中继的中继隔离度。
另外，用户设备107和/或基站105和/或多个中继101a-c中每个中继的地理位置可以存储在存储器115中。
在一个实施例中，所述确定器111用于：基于所述通信中继101a-c的地理位置、所述用户设备107的地理位置或所述基站105的地理位置，从所述多个通信中继101a-c中确定一组通信中继；所述确定器111还用于将所述中继隔离度的确定限制在所述一组通信中继中。
所述一组通信中继可以包括所有与用户设备107的距离小于第一距离阈值或与基站105的距离小于第二距离阈值的通信中继。另外，所述一组通信中继可以包括所述多个通信中继101a-c中距离用户设备107最近的NUE个通信中继，或者所述多个通信中继101a-c中距离基站105最近的NBS个通信中继，其中，NUE和NBS可以是预定数值。
在一个实施例中，所述选择器113用于从所述多个通信中继101a-c中选择一个在所述通信中继中具有最高中继隔离度且与所述用户设备107的距离小于阈值的通信中继101a。
因此，可以避免选择中继隔离度较高但同时与用户设备107的距离较大的通信中继。
在一个实施例中，所述确定器111用于：基于所述用户设备107和各个通信中继101a-c之间视线上的所述服务区域103中每个地理位置的衰减度，确定所述用户设备107和每个潜在通信中继101a-c之间通信路径的路径损耗度。
在一个实施例中，所述确定器111用于确定中继隔离度与每个通信中继101a-c到用户设备107的路径损耗度的比值，所述选择器113用于从多个通信中继101a-c中选择将该比值最小化的通信中继101a。
在一个实施例中，所述指定器117用于将所述用户设备107指定给从所述多个通信中继101a-c中选择的通信中继101a，用以和所述基站105进行通信。
在一个实施例中，所述分配器109用于：基于所述服务区域103的地理地图，特别是包括衰减度的所述服务区域103的无线地图，将所述服务区域103划分为所述多个不同区域。
所述地理地图可以存储为像素图像，其中，每个像素上的衰减度可以是各像素的颜色或亮度，所述分配器109可以用于通过将图像处理技术，特别是图像分割和/或轮廓检测，应用至所述地图，识别所述不同区域。
所述地理地图，特别是像素图像，可以存储至存储器115中。
在一个实施例中，所述接收器119，用于接收，特别地，周期性接收所述更新的服务区域103的地理地图。
所述网络实体100可以在选择通信中继101a时考虑服务区域103中的地理变化。例如，所述分配器109可以用于：在接收更新的地理地图之后，基于更新的地理地图中的衰减度，将所述服务区域103划分为多个不同区域。
在一个实施例中，所述基站105包括所述网络实体100。
图2示出了本实施例提供的一种用于从覆盖了多个地理位置的基站105的服务区域103中的多个通信中继101a-c中选择通信中继101a的方法200的示意图。
每个通信中继101a-c可用于重传基站105和用户设备107之间的通信。
所述方法包括：第一个步骤：基于所述服务区域103中每个地理位置上的衰减度，将所述服务区域103划分(201)为多个不同区域；第二个步骤：基于所述衰减度，确定(203)所述服务区域103内每对区域的空间隔离度；第三个步骤：基于所述多个通信中继101a-c中每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，从所述多个通信中继101a-c中选择(205)通信中继101a。
所述方法200可以由所述网络实体100执行。
下文将介绍所述网络实体100和所述方法200的其他实现方式、实施例以及方面。
图3示出了本实施例提供的一种基站105的服务区域103的示意图。其中，所述服务区域103中的多个通信中继为用户设备301a-d。
在图3所示的示例场景中，用户设备107由基站105通过用户设备301a提供服务。因此，可以避免增加基站105的发射功率以到达用户设备107。基站105的覆盖范围可以由其服务区域103内可以用作通信中继的用户设备301a-d扩大。
图4a-d示出了本实施例提供的一种无线地图400的示意图。
图4a示出了一种可包含地理区域的地理和/或地形信息的初始无线地图400，例如，所述地理区域的每个地理位置的高度信息。该无线地图400可以划分为不同地理区域(R1、R2、R3、R4和R5)，每个地理区域表示空间上与其他地理区域隔离的地理区域。在图4b所示的示例场景中，初始无线地图400划分为不同区域R1至R5。
空间隔离度α对应于区域边界之间的显著路径损耗差值。两个区域之间的路径损耗差值可以是，例如，这些区域边界内路径损耗值之间的差距造成的。不同区域之间显著路径损耗差值可以表示空间隔离。该空间隔离可以是地形的地理属性而造成的，例如，建筑物的存在。
无线地图400可以图像的形式，特别是像素图像的形式，存储在网络实体100中。地理区域(R1、R2、R3、R4和R5)可以通过图像处理技术获得，例如，图像分割和/或轮廓检测。在像素图像400中，颜色较深的像素可以对应于较高路径损耗值，颜色较亮的像素可以对应于较低路径损耗值。
在图4c所示的示例场景中，基站105、多个中继101a-c以及用户设备107的地理位置可以记录在无线地图400中。基站105、多个中继101a-c以及用户设备107位于无线地图400上不同的地理区域中。
在一个实施例中，确定器111用于：基于通信中继101a-c的地理位置、用户设备107的地理位置或基站105的地理位置，从多个通信中继101a-c中确定一组可行通信中继(aset of feasible communication relays，简称SOFR)。确定器111还用于将中继隔离度的确定限制在SOFR中。
通常，分别是中继的多个节点可以用作用户设备107的中继。确定SOFR将潜在的大量中继减少为一个小组。下文中将对SOFR进行举例。
SOFR可以包括与BS距离xBS米或与用户设备107距离xUE米范围内的所有中继，其中，xBS和xUE为可预定数值。数值xUE可以是第一距离阈值，数值xBS可以是第二距离阈值。
在图4d所示的示例场景中，为基站105标记xBE，为用户设备107标记xUE。
在一个实施例中，SOFR包括距离基站105最近的NBS个通信中继以及距离用户设备107最近的NUE个通信中继。
多个通信中继101a-c中的通信中继101a可以基于SOFR以及确定器111可以计算出的隔离度Ik选择出来。
如果Ik大于隔离阈值，则选择器113可以应用下列选择标准中的一个，从而选择通信中继101a：
(i)选择器113可以用于从SOFR中选择隔离度最大的中继。
(ii)选择器113可以用于从SOFR中选择在与用户设备107距离xUE米范围内的中继中具有最大隔离度Ik的中继。该距离可以提供一个决胜策略。如果不止一个中继具有最大隔离因素，则可以选择与用户设备107距离最近的中继。
(iii)确定器111可以用于：基于用户设备107和各个通信中继101a-c之间视线上的服务区域103中每个地理位置的衰减度，确定用户设备107和每个潜在通信中继k 101a-c之间通信路径的路径损耗度Lmk。
图5a和图5b示出了本实施例提供的一种计算的路径损耗L的图501以及一种路径损耗梯度ΔL的图503。
在图5a和图5b所示的示例场景中，计算无线地图400中11个像素的路径损耗以及路径损耗梯度。
确定器111还可以用于确定每个潜在通信中继101a-c的中继隔离度Ik与通信中继k到用户设备m 107的路径损耗度Lmk的比值。选择器113可以用于从多个通信中继101a-c中选择将该比值最小化的通信中继101a。确定器可以用于：基于通信中继k和用户设备m 107之间的路径损耗L或基于通信中继k和用户设备m 107之间的路径损耗梯度ΔL，确定路径损耗度Lmk。
图6示出了本实施例提供的一种查找表600。
在图6所示的示例场景中，查找表600存储了地理区域R1、R2、R3、R4和R5之间的空间隔离度αi,j。
图7示出了一种用于地图感知中继选择(map-aware relay selection，简称MARS)的方法700的示意图。
方法700对应于一种通信中继选择算法，该算法利用无线地图400和位置信息将带内中继生成的干扰最小化。
方法700包括：第一个步骤：分析(701)无线地图400以及基站105和用户设备107的位置信息；第二个步骤：识别(703)在接收或生成的干扰水平上电磁隔离的地理区域；第三个步骤：计算(705)表示识别出的区域之间干扰水平的空间隔离度；第四个步骤：采用空间隔离度、通信中继101a关联的区域以及用户设备107的位置，选择(707)通信中继101a。
无线地图400、通信中继101a-c的位置、用户设备107、基站105以及其他上下文信息可以有助于找到电磁隔离的区域。这些区域中通信中继101a对蜂窝链路的干扰可以最小。网络实体100可以识别这些区域，获知通信中继101a-c的位置，并在这些区域中指定通信中继，使得对蜂窝网络的干扰最小。
通过该方法，可以通过根据从无线地图400中提取的传播特性选择通信中继101a-c，提高空间复用，特别是对为发射器可以运行的区域之间干扰提供了度量的地理区域所进行的空间隔离。通过根据该信息选择通信中继101a-c，发射器之间的干扰可以最小化，或等效地，空间复用可以最大化。该方法中无需瞬时CSI信息。另外，使用了低复杂度处理，以进行通信中继选择。
所述方法700可以由所述网络实体100执行。
图8示出了一种基于一组可行中继(a set of feasible relays，简称SOFR)进行中继选择的方法800的示意图。
方法800包括：第一个步骤：识别(801)基站105所服务的用户设备107；第二个步骤：确定(803)识别出的用户设备107和基站105之间的通信是否需要通信中继；第三个步骤：如果该通信不需要中继，则直接服务(805a)用户设备107，或者如果该通信需要中继，则生成(805b)SOFR；第四个步骤：确定(807)SOFR中每个通信中继101a-c的中继隔离度；第五个步骤：基于中继隔离度，从SOFR中选择(809)通信中继。
所述方法800可以由所述网络实体100执行。
方法200、700和800的目标在于对空间隔离的地理区域内的中继进行优先级划分，因此利用地理隔离来降低通信链路的干扰水平。该降低的干扰可以提高中继协助通信的数据速率，提高相邻小区的数据速率，并简化中继选择。
更具体地，该干扰降低的优点可以直接表示为传输速率的极大提高。将使用的信道带宽表示为W，正交传输数量表示为K，可以介绍直接中继Rd以及传统中继Rcr的传输速率。可以采用不同方法计算Rd和Rcr，例如：
(i)对于BS到UE的直接链路：
Rd＝W log2(1+SINRd)， (3)
其中，SINRd是直接中继的信干噪比。
(ii)对于半双工限制下的传统中继，即，3GPP类型I和类型II中继：
Figure BDA0001648349520000101
其中，SINRcr是传统中继的信干噪比。
(iii)对于空间复用的中继，如方法200、700和800所使能的：
Rcr＝W log2(1+SINRcr)， (5)
(iv)对于空间复用的中继的更典型情况，如方法200、700和800所使能的：
Figure BDA0001648349520000102
其中，N∈[1，K]取决于空间隔离；在完全空间隔离情况下，N＝1；N＝K是没有空间隔离。
由于分集增益，SINRcr＞SINRd。因此，Rcr＞Rd，且Rcri＞Rd，这意味着只要空间隔离可以实现，传输速率就大幅增加。
改善中继选择可以与设备到设备(device-to-device，简称D2D)通信有关，其包括终端用户设备建立直接通信链路。其可以由基站105利用，原因在于通信中继101a-c可以用于扩大基站105的覆盖范围或者在大流量情况下为网络分流。在前一种情况下，基站105无需过多开销，可以从大量可能的通信中继101a-c中有效地选择中继101a。
尽管本发明的特定特征或方面可能已经仅结合几种实现方式或实施例中的一种进行公开，但此类特征或方面可以和其它实现方式或实施例中的一个或多个特征或方面相结合，只要对于任何给定或特定的应用是有需要或有利。而且，在一定程度上，术语“包括”、“有”、“具有”或这些词的其他变形在详细的说明书或权利要求书中使用，这类术语和所述术语“包含”是类似的，都是表示包括的含义。同样，术语“示例性地”，“例如”仅表示为示例，而不是最好或最佳的。可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或交互，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们彼此不直接接触。
尽管本文中已说明和描述特定方面，但所属领域的技术人员应了解，多种替代和/或等效实施方式可在不脱离本发明的范围的情况下所示和描述的特定方面。该申请旨在覆盖本文论述的特定方面的任何修改或变更。
尽管以上权利要求书中的元件是利用对应的标签按照特定顺序列举的，除非对权利要求的阐述另有暗示用于实施部分或所有这些元件的特定顺序，否则这些元件不必限于以所述特定顺序来实施。
通过以上启示，对于本领域技术人员来说，许多替代、修改和变化是显而易见的。当然，所属领域的技术人员容易认识到除本文所述的应用之外，还存在本发明的众多其它应用。虽然已参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将认识到在不偏离本发明的范围的前提下，仍可对本发明作出许多改变。因此，应理解，只要是在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以用不同于本文具体描述的方式来实践本发明。

Claims (13)

1.一种用于从覆盖了多个地理位置的基站（105）的服务区域（103）中的多个通信中继（101a-c）中选择通信中继（101a）的网络实体（100），其特征在于，每个通信中继（101a-c）可以重传所述基站（105）和用户设备（107）之间的通信，所述网络实体（100）包括：
分配器（109），用于：基于所述服务区域（103）中每个地理位置上的衰减度，将所述服务区域（103）划分为多个不同区域；
确定器（111），用于：基于各个所述区域内地理位置上的衰减度，确定所述服务区域（103）内每对区域的空间隔离度；
选择器（113），用于：基于所述多个通信中继（101a-c）中每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，从所述多个通信中继（101a-c）中选择通信中继（101a）；
其中，所述确定器（111），还用于：基于所述每对区域中各区域内的衰减度的平均值以及位于所述每对区域中间的区域的衰减度的平均值，确定所述每对区域的空间隔离度。
2.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述服务区域（103）中每个地理位置上的衰减度是测量或计算出的所述地理位置到所述基站（105）通信的路径损耗。
3.根据权利要求2所述的网络实体（100），其特征在于，每个地理位置上的衰减度均计算为下列一个或若干个值的函数：高度参数、室内或室外指示、无线接入网络运行时获得的信道状态信息CSI、信道质量指示CQI或接收信号强度指示 RSSI。
4.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述确定器（111）用于在查找表（600）中存储所述每对区域的确定的空间隔离度。
5.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述确定器（111）用于：基于每个通信中继（101a-c）的地理位置关联的空间隔离度，确定所述多个通信中继（101a-c）中每个通信中继的中继隔离度；所述选择器（113）用于从所述多个通信中继（101a-c）中选择中继隔离度最大的通信中继。
6.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述网络实体（100）包括存储器（115），用于存储查找表（600）；所述确定器（111）用于：基于存储的空间隔离度，确定所述多个通信中继（101a-c）中每个通信中继的中继隔离度。
7.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述确定器（111）用于：基于所述通信中继（101a-c）的地理位置、所述用户设备（107）的地理位置或所述基站（105）的地理位置，从所述多个通信中继（101a-c）中确定一组通信中继；所述确定器（111）还用于将所述中继隔离度的确定限制在所述一组通信中继中。
8.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述选择器（113）用于从所述多个通信中继（101a-c）中选择一个在所述通信中继中具有最高中继隔离度且与所述用户设备（107）的距离小于阈值的通信中继。
9.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述网络实体（100）包括指定器（117），所述指定器（117）用于将所述用户设备（107）指定给从所述多个通信中继（101a-c）中选择的通信中继（101a），用以和所述基站（105）进行通信。
10.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述分配器（109）用于：基于包括衰减度的所述服务区域（103）的无线地图（400），将所述服务区域（103）划分为所述多个不同区域。
11.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述网络实体（100）包括接收器（119），用于周期性接收所述服务区域（103）的更新的地理地图。
12.根据权利要求1所述的网络实体（100），其特征在于，所述基站（105）包括所述网络实体（100）。
13.一种用于从覆盖了多个地理位置的基站（105）的服务区域（103）中的多个通信中继（101a-c）中选择通信中继（101a）的方法（200），其特征在于，每个通信中继（101a-c）可以重传所述基站（105）和用户设备（107）之间的通信，所述方法包括：
基于所述服务区域（103）中每个地理位置上的衰减度，将所述服务区域（103）划分（201）为多个不同区域；
基于所述衰减度，确定（203）所述服务区域（103）内每对区域的空间隔离度；
基于所述多个通信中继（101a-c）中每个通信中继的地理位置关联的空间隔离度，从所述多个通信中继（101a-c）中选择（205）通信中继（101a）；
其中，所述基于所述衰减度，确定（203）所述服务区域（103）内每对区域的空间隔离度，还包括：
基于所述每对区域中各区域内的衰减度的平均值以及位于所述每对区域中间的区域的衰减度的平均值，确定所述每对区域的空间隔离度。
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