一种实现LTE网络资源定向分配的中继选择方法技术

本发明专利技术公开了一种实现LTE网络资源定向分配的中继选择方法，包括：步骤1，网络初始化；步骤2，网络中的所有中继监听源节点向目的节点发送数据过程，选出候选中继；步骤3，候选中继进入候选竞争状态，开启计时器Ti1；步骤4，判定计时器Ti1走完前候选中继是否收到更高优先级的RTS分组，如果是，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5，候选中继进入新的候选竞争状态，开启新计时器Ti2，并通知原先节点自己已被占用；步骤6，判定计时器Ti1或Ti2走完前是否收到其他中继flag包，如果是，关闭当前计时器并返回步骤1，否则执行步骤7；步骤7，候选中继竞争成功，尝试和源节点连接。

【技术实现步骤摘要】
一种实现LTE网络资源定向分配的中继选择方法
本专利技术涉及一种实现LTE网络资源定向分配的中继选择方法。
技术介绍
为了区分各用户或各业务通信需求的差异性，LTE主流技术中的基站调度策略，会根据不同小区的标识码，在相应的时隙或频段，利用额外的下行链路资源来对整体的中继网络资源进行分配，在中继数量或用户数量较多时，往往会产生一定的网络拥塞，从而加重下行链路的负担。而在利用上行链路资源的中继选择策略中，每个源节点是默认为没有区别的；另外，如果中继性能有优劣之分但不明显，信道质量最好的中继会被反复选中进入工作状态，其他中继会长时间不参与任何通信，这对整体的网络资源无疑是一种额外消耗和浪费。同时实际应用中，各用户因为业务的不同，对通信环境的要求也不尽相同。对于要求较高的用户业务而言，不能保证每次通信的质量；对于较低需求的用户业务而言，可能浪费多余的网络资源；同时一个用户可能既拥有高要求又有低要求的业务。因此，为了区分不同用户的不同选择要求，有文献提出，传统的机会中继中设置多种定时器，通过增加后置定时器时长满足不同用户的中继分配。但同时会导致部分用户中继选择时间过长，当该时间大于信道本身的相干时间时，前一时隙的信道条件则不能代表当前时隙的信道条件；而设置不同的门限判断标准，又会使得单次中继选择的判断机制过于复杂。[1]MO.HASNA,M.ALOUINI.Performanceanalysisoftwo-hoprelayedtransmissionsoverRayleighfadingchannels[C].IEEE.Proc.55mVehicularTechnologyConference.Alabama:IEEE,2002,8(4):1345-1349.[2]M.GKhoshkholgh,K.Navaie,andH.Yanikomeroglu.Accessstrategiesforspectrumsharinginfadingenvironment:Overlayunderlayandmixed[J].IEEETrans.MobileComputing,2010,9(12):1780-1805.[3]X.Zhang,A.Ghrayeb,M.Hasna.Relayassignmentschemesformultiplesourcedestinationcooperativenetworks[C].IEEE17thInternationalConference.Doha:IEEE,2010:147-152.
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种基于各用户业务服务质量(QoS)本身的中继选择策略与其匹配相应的方法，综合考虑不同业务不同场景下的通信需求，在不额外增加下行链路负担的同时，利用上行链路资源，使得网络资源按照各业务需求合理分配。本专利技术公开了一种实现LTE网络资源定向分配的中继选择方法，包括：步骤1，网络初始化：网络中的所有中继处于就绪状态；步骤2，源节点向目的节点发送准备传输数据包RTS(ReadyToSend)分组，目的节点监听到此数据包之后回复确认传输数据包CTS(ClearToSend)分组(源节点发出的RTS数据包中会包含优先级的信息，一般会出现在数据帧的帧头)，网络中的所有中继监听此过程，成功监听并收到CTS和RTS分组的m个中继为网络中的候选中继，通过RTS和CTS数据包中的信道条件参数计算出中继两端(源到中继和中继到目的)的信道质量参数hi，进入步骤3；步骤3，中继判断收到RTS是否为L类，若是，中继继续保持当前就绪状态，等待源节点L类请求轮询至自己时，中继发送反馈给源节点，判断当前中继是否满足该源节点门限R的需求，满足则执行步骤7，不满足则返回步骤1；若收到非L类的RTS，候选中继则进入候选竞争状态，开启计时器Ti1；步骤4，判定计时器Ti1走完前候选中继是否收到更高优先级的RTS分组，如果是，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5，候选中继进入新的候选竞争状态，开启新计时器Ti2，并通知原先节点自己已被占用，执行步骤6；步骤6，判定计时器Ti1或Ti2走完前是否收到其他中继flag包，如果是，关闭当前计时器并返回步骤1，否则执行步骤7；(Ti1和Ti2的时长会比源节点本身的重传间隔时间小1到2个数量级，以确保通信的正常进行。)步骤7，候选中继竞争成功，尝试和源节点连接。步骤7之后，网络中信道质量较好的中继已通过竞争的方式成功选出。步骤2中所述源节点向目的节点发送准备传输数据包RTS中包括优先级的信息，分别为高优先级H类RTS、中优先级M类RTS和低优先级L类RTS。步骤2中，利用最大最小准则计算出当前信道条件hi：hi＝min{|asi|2,|aid|2},i∈[1,m]，其中，i为正整数，asi表示源节点到中继节点的信道条件参数，包含在RTS数据包内；aid表示中继节点到目的节点的信道条件参数，包含在CTS数据包内，假设候选中继的计时器同时开启，在各候选中继计时器中，退避时间Ti(即计时器时间)和信道质量参数hi成反比，其中λ是一个常数：步骤2中，还可以利用调和平均准则计算出当前信道条件hi：其中，i为正整数，asi表示源节点到中继节点的信道条件参数，包含在RTS数据包内；aid表示中继节点到目的节点的信道条件参数，包含在CTS数据包内，假设候选中继的计时器同时开启，在各候选中继定时器中，退避时间Ti和信道质量参数hi成反比，其中λ是一个常数：步骤3中通过如下公式计算最低门限R：其中，L为单小区承载的用户数量；In为第n个用户的平均统计数据量，由小区的流量统计得出；TL表示单位时隙内允许的最长上行通信时间。步骤5中，对高优先级的H类业务，其优先级最高，不受任何其他节点RTS和标识包的影响，对应的算法即为本专利技术新的机会中继竞争的算法，它不被任何其他业务的请求所影响；对于中优先级的M类业务，在候选的中继计时器Ti(Ti1)开启时，若监听到更高优先级发送的RTS并识别出其优先标识，计时器会被重置，且由更高级别的计时器重新开始计时，重置时会通知源节点进入挂起的延长状态，在延长时间内若仍有中继竞争成功则开始协作，若没有中继竞争成功，源节点则在延长时间Tnew过后重新发出RTS；时间Tnew取网络节点通信的默认时隙，仿真中取了5ms，一般LTE通信中时隙在4ms-10ms之间；对于低优先级的L类业务，开启竞争计时器的中继为工作状态，基于最低门限的中继选择在源节点轮流询问中继是否满足最低门限时不会询问此类中继，同时轮询过程的中继一旦收到M类或H类的通信请求，则会立刻退出轮询过程，进而开启对应新的计时器，中继收到H类请求开启计时器Ti2，收到M类请求则开启计时器Ti1。步骤6中，候选中继在计时器开启的同时，也会同时收听网络内其他候选中继发送的标识flag包，发出该包的候选中继表示已经竞争成功，计时器未走完的候选中继则退出当前竞争过程。关于基于瞬时信道信息的中继选择，即机会中继的说明：在初始化时，源节点向目的节点发送准备传输数据包(Ready-To-Send，RTS)分组，目的节点监听到此包之后会回复确认传输数据包(Clear-To-Send，CTS)分组。在此过程中成功监听并收到CTS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现LTE网络资源定向分配的中继选择方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，网络初始化：网络中的所有中继处于就绪状态；步骤2，源节点向目的节点发送准备传输数据包RTS分组，目的节点监听到此数据包之后回复确认传输数据包CTS分组，传输数据包RTS分组中包括优先级信息，网络中的所有中继监听此过程，成功监听并收到CTS和RTS分组的m个中继为网络中的候选中继，通过RTS和CTS数据包中的信道条件参数计算出中继两端的信道质量参数hi，进入步骤3；所述源节点向目的节点发送准备传输数据包RTS中包括优先级的信息，分别为高优先级H类RTS、中优先级M类RTS和低优先级L类RTS；步骤3，中继判断收到RTS是否为L类，若是，中继继续保持当前就绪状态，等待源节点L类请求轮询至自己时，中继发送反馈给源节点，判断当前中继是否满足该源节点门限R的需求，满足则执行步骤7，不满足则返回步骤1；若收到非L类的RTS，候选中继则进入候选竞争状态，开启计时器Ti1；步骤4，判定计时器Ti1走完前候选中继是否收到更高优先级的RTS分组，如果是，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5，候选中继进入新的候选竞争状态，开启新计时器Ti2，并通知原先节点自己已被占用，执行步骤6；步骤6，判定计时器Ti1或Ti2走完前是否收到其他中继flag包，如果是，关闭当前计时器并返回步骤1，否则执行步骤7；步骤7，候选中继竞争成功，尝试和源节点连接。...

【技术特征摘要】
1.一种实现LTE网络资源定向分配的中继选择方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，网络初始化：网络中的所有中继处于就绪状态；步骤2，源节点向目的节点发送准备传输数据包RTS分组，目的节点监听到此数据包之后回复确认传输数据包CTS分组，传输数据包RTS分组中包括优先级信息，网络中的所有中继监听此过程，成功监听并收到CTS和RTS分组的m个中继为网络中的候选中继，通过RTS和CTS数据包中的信道条件参数计算出中继两端的信道质量参数hi，进入步骤3；所述源节点向目的节点发送准备传输数据包RTS中包括优先级的信息，分别为高优先级H类RTS、中优先级M类RTS和低优先级L类RTS；步骤3，中继判断收到RTS是否为L类，若是，中继继续保持当前就绪状态，等待源节点L类请求轮询至自己时，中继发送反馈给源节点，判断当前中继是否满足该源节点门限R的需求，满足则执行步骤7，不满足则返回步骤1；若收到非L类的RTS，候选中继则进入候选竞争状态，开启计时器Ti1；步骤4，判定计时器Ti1走完前候选中继是否收到更高优先级的RTS分组，如果是，执行步骤5，否则执行步骤6；步骤5，候选中继进入新的候选竞争状态，开启新计时器Ti2，并通知原先节点自己已被占用，执行步骤6；步骤6，判定计时器Ti1或Ti2走完前是否收到其他中继flag包，如果是，关闭当前计时器并返回步骤1，否则执行步骤7；步骤7，候选中继竞争成功，尝试和源节点连接。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，利用最大最小准则计算出信道质量参数hi：hi＝min{|asi|2,|aid|2},i∈[1,m]，其中，i为正整数，asi表示源节点到中继节点的信道条件参数，包含在RTS数据包内；aid表示中继节点到目的节点的信道条件参数，包含在CTS数据包内，假设候选中继的计时器同时开启，在各候选中继计时器中，退避时间Ti和信道质量参数hi成反比，其中λ是一个常数：3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，利用调和平均准则计算出信道质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛伦宇，魏康，宗春，王强，
申请(专利权)人：江苏省邮电规划设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32