一種協(xié)同中繼選擇方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種協(xié)同中繼選擇方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動(dòng)終端的協(xié)同通信技術(shù)可以突破移動(dòng)終端天線個(gè)數(shù)的制約，通過多個(gè)移動(dòng)終端 的互聯(lián)互通形成虛擬多天線，通過聯(lián)合接收、處理，形成有效的空間自由度，進(jìn)而使單天線 移動(dòng)終端獲得多天線的增益，有效提升頻譜效率，功率效率，可靠性等，如圖1所示，1為基 站，2為移動(dòng)終端，3為通信信息，各個(gè)移動(dòng)終端2通過協(xié)同通信技術(shù)可以共享特定范圍內(nèi)的 其他移動(dòng)終端的天線。尤其是在密集用戶場景下，終端通過協(xié)同通信技術(shù)虛擬多天線可以 將密集用戶之間多用戶干擾嚴(yán)重的劣勢轉(zhuǎn)換為相互協(xié)作提升性能的優(yōu)勢。與多天線的單用 戶相比，虛擬多天線中的用戶間距更大，信道獨(dú)立性更好，有效空間維度更多。與此同時(shí)，協(xié) 同通信技術(shù)通過移動(dòng)終端之間的互聯(lián)互通，可以用來實(shí)現(xiàn)未來多樣化的連接和服務(wù)需求。
[0003] 由于處理、控制復(fù)雜度以及協(xié)作資源的限制，協(xié)同中繼選擇是協(xié)同通信系統(tǒng)中的 一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在協(xié)作簇中，假設(shè)總共存在N個(gè)潛在協(xié)作用戶，目的用戶選擇其中K個(gè)作為 協(xié)作伙伴，為自己提供中繼服務(wù)，以提升通信速率和質(zhì)量。過去在不同場景、不同協(xié)作方式 等情況下對(duì)中繼選擇進(jìn)行了細(xì)致的分析，以優(yōu)化目的用戶的信噪比、分集增益、中斷概率等 指標(biāo)為目標(biāo)，得到相應(yīng)的中繼選擇準(zhǔn)則與算法。
[0004] 但是現(xiàn)有的中繼選擇方法往往忽略移動(dòng)用戶之間的社交關(guān)系的影響。假設(shè)移動(dòng)用 戶之間是完全協(xié)作性的，即其協(xié)作行為是確定性的，然后根據(jù)一定的最優(yōu)準(zhǔn)則進(jìn)行中繼選 擇是可以的。然而當(dāng)協(xié)同通信的主體是移動(dòng)用戶的手持終端時(shí)，移動(dòng)終端不是純粹的功能 性中繼，用戶之間社交關(guān)系的客觀影響使得每個(gè)移動(dòng)用戶的協(xié)作行為是隨機(jī)變量。假設(shè)用 戶A希望用戶B與之協(xié)作，由于提供協(xié)作信號(hào)是一種付出性、幫助性行為，理所當(dāng)然，用戶B 根據(jù)二者的社交關(guān)系決定是否協(xié)作。如果二者是好朋友或者親戚，那么用戶B有強(qiáng)烈的意 愿幫助A。但是如果二者是陌生人，那么用戶B的協(xié)作意愿自然會(huì)變?nèi)?，協(xié)作的可能性變小。 由于存在社會(huì)關(guān)系的影響，因此會(huì)對(duì)協(xié)作意愿，即協(xié)作概率存在很大的影響，使得在建立協(xié) 作關(guān)系的過程中各個(gè)移動(dòng)用戶之間的協(xié)作行為是隨機(jī)變量。另外，即使用戶B愿意協(xié)作，兩 個(gè)用戶之間的地理位置關(guān)系也會(huì)通過影響協(xié)作無線信道來影響協(xié)作信號(hào)的屬性，進(jìn)而影響 系統(tǒng)性能?？傊?，現(xiàn)有的方法忽略社交關(guān)系的影響，使得其選擇的中繼用戶很可能并不會(huì)跟 目的用戶協(xié)作，而再次重新選擇必然消耗額外的資源，并降低系統(tǒng)的效率，從而惡化協(xié)同通 信的有效性和系統(tǒng)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種綜合考慮移動(dòng)用戶之間的社交關(guān)系與地理關(guān) 系的協(xié)同中繼選擇方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明公開了一種協(xié)同中繼選擇方法，所述方法包括以 下步驟：
[0007] S1、利用目的用戶與移動(dòng)用戶的地理距離以及所述目的用戶與所述移動(dòng)用戶的協(xié) 作概率計(jì)算所述目的用戶與所述移動(dòng)用戶的綜合距離度量值；
[0008] S2、利用所述步驟S1計(jì)算所述目的用戶的多個(gè)所述綜合距離度量值，并選擇最大 的所述綜合距離度量值對(duì)應(yīng)的所述移動(dòng)用戶作為要建立協(xié)作關(guān)系的中繼節(jié)點(diǎn)。
[0009] 優(yōu)選地，所述協(xié)作概率根據(jù)所述移動(dòng)用戶與所述目的用戶的社交信任水平計(jì)算得 到，其中所述社交信任水平通過匹配所述移動(dòng)用戶與所述目的用戶的社交特征得到；所述 社交特性包括通訊錄、家庭地址以及工作地址。
[0010] 優(yōu)選地，所述協(xié)作概率與所述社交信任水平成正比。
[0011] 優(yōu)選地，所述步驟S1中利用下面的公式計(jì)算所述綜合距離度量值：
[0012]
[0013] 其中，Pi表示移動(dòng)用戶i與所述目的用戶的協(xié)作概率表示所述移動(dòng)用戶i與所 述目的用戶之間的所述地理距離，d為基站到所述目的用戶的距離，K表示所述目的用戶 到所述基站的路徑損耗因子，0表示所述移動(dòng)用戶i到所述目的用戶的路徑損耗因子，P。 表示所述移動(dòng)用戶i與所述目的用戶的協(xié)作信號(hào)的功率，y表示所述協(xié)作信號(hào)的帶寬。
[0014] 優(yōu)選地，所述步驟S2中，對(duì)多個(gè)所述綜合距離度量值進(jìn)行降序排序。
[0015] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：利用本發(fā)明提供的方法顯著提高了中繼選 擇的成功概率，降低中繼選擇的開銷，提升協(xié)同通信的效率和性能；另外，本發(fā)明的方法具 有低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于體積受限的移動(dòng)手持終端，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣 闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0016] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中協(xié)同通信技術(shù)原理示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的一種協(xié)同中繼選擇方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例 用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0019] 圖2為本發(fā)明的一種協(xié)同中繼選擇方法的流程圖，方法包括以下步驟：
[0020] S1、利用目的用戶與移動(dòng)用戶的地理距離以及目的用戶與移動(dòng)用戶的協(xié)作概率計(jì) 算目的用戶與移動(dòng)用戶的綜合距離度量值；
[0021] 利用下面的公式計(jì)算綜合距離度量值：
[0022]
[0023] 其中，Pi表示移動(dòng)用戶i與目的用戶的協(xié)作概率，di表示移動(dòng)用戶i與目的用戶之 間的地理距離，d為基站到目的用戶的距離，k表示目的用戶到基站的路徑損耗因子，0表 示移動(dòng)用戶i到目的用戶的路徑損耗因子，P。表示協(xié)作信號(hào)功率，y表示協(xié)作信號(hào)帶寬；
[0024]S2、利用所述步驟S1計(jì)算所述目的用于的多個(gè)所述綜合距離度量值，并選擇最大 的所述綜合距離度量值對(duì)應(yīng)的所述移動(dòng)用戶作為要建立協(xié)作關(guān)系的中繼節(jié)點(diǎn)。
[0025]該綜合距離度量值反映了在同時(shí)考慮社交與位置關(guān)系時(shí)移動(dòng)用戶i與目的用戶 的綜合距離。給定物理關(guān)系（即移動(dòng)用戶i與目的用戶之間的地理距離），社交信任程度越 高（即社交信任水平），綜合距離越近，綜合距離標(biāo)準(zhǔn)（即綜合距離度量值）越大；類似的， 給定社交關(guān)系（即社交信任水平），物理距離（即移動(dòng)用戶i與目的用戶之間的地理距離） 越近，綜合距離越近，綜合距離（即綜合距離度量值）標(biāo)準(zhǔn)越大。根據(jù)社交關(guān)系與物理關(guān)系 計(jì)算移動(dòng)用戶之間的綜合距離，并選擇綜合距離最近的作為協(xié)作中繼。
[0026] 進(jìn)一步地，協(xié)作概率根據(jù)移動(dòng)用戶與目的用戶的社交信任水平計(jì)算得到，其中社 交信任水平通過匹配移動(dòng)用戶與目的用戶的社交特征得到，也可以通過直接讀取在線社交 網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)系得到；社交特性包括通訊錄、家庭地址以及工作地址等，例如若通訊錄相同的 或相關(guān)的內(nèi)容越多則移動(dòng)用戶與目的用戶的社交特征的匹配程度越高，則社交信任水平越 高，則協(xié)作概率越大；再例如若通訊錄和家庭地址的匹配程度都很高，則移動(dòng)用戶與目的用 戶的社交特征的匹配程度越高，則社交信任水平越高，則協(xié)作概率越大。
[0027] 進(jìn)一步地，協(xié)作概率與社交信任水平成正比。社交信任水平越高則協(xié)作概率越大。
[0028] 進(jìn)一步地，步驟S2中，多個(gè)綜合距離度量值進(jìn)行降序排序。
[0029] 另一個(gè)實(shí)施例：
[0030] 假設(shè)目的用戶需要從A和B兩個(gè)移動(dòng)用戶中選擇一個(gè)作為協(xié)作中繼。用戶A與目 的用戶的社交關(guān)系（社交信任水平）比用戶B強(qiáng)，因此用戶A與目的用戶的社交距離更近。 然而，從位置關(guān)系上來講，用戶A與目的用戶的物理距離更近。那么需要綜合考慮兩層距 離，選擇離目的用戶較近的移動(dòng)用戶作為中繼節(jié)點(diǎn)。
[0031] 根據(jù)綜合距離度量值計(jì)算得到用戶A，B與目的用戶之間的綜合距離叫和mB。如 果mA>mB，則將用戶A選做協(xié)作中繼；反之，如果mA〈mB，將用戶B選做協(xié)作中繼。
[0032] 利用本發(fā)明提供的上述方法顯著提高了中繼選擇的成功概率，降低中繼選擇的開 銷，提升協(xié)同通信的效率；提升協(xié)同通信的有效性，既可以通過復(fù)用增益提高移動(dòng)用戶的通 信速率，也可以通過分集增益（復(fù)用增益和分集增益是多天線系統(tǒng)能夠提供的兩種增益， 分別用來提升通信速率和通信可靠性。通過形成虛擬多天線，協(xié)同通信可以拿到這兩種增 益）改善移動(dòng)用戶的通信可靠性。同時(shí)該方法具有實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低，特別適用于體積受限的 移動(dòng)手持終端，具有顯著的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
[0033] 最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡 管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然 可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種協(xié)同中繼選擇方法，其特征在于，所述方法包括w下步驟： 51、 利用目的用戶與移動(dòng)用戶的地理距離W及所述目的用戶與所述移動(dòng)用戶的協(xié)作概 率計(jì)算所述目的用戶與所述移動(dòng)用戶的綜合距離度量值； 52、 利用所述步驟S1計(jì)算所述目的用戶的多個(gè)所述綜合距離度量值，并選擇最大的所 述綜合距離度量值對(duì)應(yīng)的所述移動(dòng)用戶作為要建立協(xié)作關(guān)系的中繼節(jié)點(diǎn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述協(xié)作概率根據(jù)所述移動(dòng)用戶與所述 目的用戶的社交信任水平計(jì)算得到，其中所述社交信任水平通過匹配所述移動(dòng)用戶與所述 目的用戶的社交特征得到。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述社交特性包括通訊錄、家庭地址W及 工作地址。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述協(xié)作概率與所述社交信任水平成正 比。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1中利用下面的公式計(jì)算所述 綜合距離度量值：其中，Pi表示移動(dòng)用戶i與所述目的用戶的協(xié)作概率，di表示所述移動(dòng)用戶i與所述 目的用戶之間的所述地理距離，d為基站到所述目的用戶的距離，K表示所述目的用戶到 所述基站的路徑損耗因子，0表示所述移動(dòng)用戶i到所述目的用戶的路徑損耗因子，P。表 示所述移動(dòng)用戶i與所述目的用戶的協(xié)作信號(hào)的功率，y表示所述協(xié)作信號(hào)的帶寬。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中，對(duì)多個(gè)所述綜合距離度量 值進(jìn)行降序排序。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種協(xié)同中繼選擇方法，所述方法包括以下步驟：利用目的用戶與移動(dòng)用戶的地理距離以及所述目的用戶與所述移動(dòng)用戶的協(xié)作概率計(jì)算所述目的用戶與所述移動(dòng)用戶的綜合距離度量值；計(jì)算所述目的用戶的多個(gè)所述綜合距離度量值，并選擇最大的所述綜合距離度量值對(duì)應(yīng)的所述移動(dòng)用戶作為要建立協(xié)作關(guān)系的中繼節(jié)點(diǎn)。利用本發(fā)明提供的方法顯著提高了中繼選擇的成功概率，降低中繼選擇的開銷，提升協(xié)同通信的效率和性能。
【IPC分類】H04W40/22, H04B7/155, H04W88/04, H04B7/02
【公開號(hào)】CN104936252
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510282859
【發(fā)明人】葛寧, 毛洪亮, 馮偉
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月28日