專利名稱：可改善協(xié)作用戶QoE的功率分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域的功率分配方法，具體是一種協(xié)作通信中 可改善協(xié)作用戶QoE (體驗(yàn)質(zhì)量)的功率分配方法。
背景技術(shù)：
隨著當(dāng)今無(wú)線通信業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的用戶對(duì)高速率和高性能的語(yǔ) 音、數(shù)據(jù)以及多媒體服務(wù)的需求量越來(lái)越大。因此，下一代無(wú)線通信系統(tǒng)，例如 B3G/4G，將會(huì)采用先進(jìn)的算法和技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)性能。無(wú)線通信 信道的多徑衰落特性是限制傳輸速率和系統(tǒng)性能的主要原因之一，而分集技術(shù)是 有效對(duì)抗無(wú)線通信信道多徑衰落的關(guān)鍵技術(shù)。由于能提供顯著的空間分集增益， 多天線(MIM0)技術(shù)已被確定為IEEE802. 16系統(tǒng)、WiMAX無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)以及 3GPP LTE (3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)型)組織定義的超三代(S3G)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的下 行傳輸技術(shù)，也有希望應(yīng)用于B3G/4G的下行系統(tǒng)中。但是在無(wú)線通信的上行傳 輸系統(tǒng)中，由于受到移動(dòng)終端的尺寸限制，多天線技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)，而極有可能取 而代之的是目前備受關(guān)注的協(xié)作通信技術(shù)。該技術(shù)利用小區(qū)內(nèi)分散的用戶天線協(xié) 作傳輸相同的信息，從而能獲得與多天線技術(shù)相似的空間分集效果。由于有希望 成為B3G/4G的上行傳輸方案，協(xié)作通信吸引了眾多有志于研究下一代無(wú)線通信 的專家和學(xué)者。他們用系統(tǒng)建模、理論推導(dǎo)和性能驗(yàn)證等方法產(chǎn)生了大量關(guān)于協(xié) 作通信的研究成果，這些研究成果大多通過(guò)論文的方式展現(xiàn)。許多最新的研究進(jìn) 展，可以從美國(guó)電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)的期刊雜志中檢索得到。從中不難 發(fā)現(xiàn)，功率分配問(wèn)題成為協(xié)作通信中的研究熱點(diǎn)，即哪些用戶能成為協(xié)作用戶， 以及如何將總發(fā)送功率分配給這些協(xié)作用戶。研究協(xié)作通信中功率分配的目的是 使得在一定的發(fā)送功率條件下，以獲取盡可能好的空間分集效果，具體為盡可能 小的中斷概率。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Jianghong Luo等在《IEEE Communication Letters》(IEEE通信技術(shù)通訊稿)上發(fā)表的"Power Allocation in a TransmitDiversity System with Mean Channel Gain Information"(傳輸分集系統(tǒng)中采 用平均信道增益的功率分配方法)，該文中提出門限平均功率分配方法，具體方 法為給候選協(xié)作節(jié)點(diǎn)的信道質(zhì)量設(shè)定門限值，并由源節(jié)點(diǎn)將總發(fā)送功率平均分 配給信道質(zhì)量高于門限的候選協(xié)作節(jié)點(diǎn)。其不足在于忽略了協(xié)作用戶的QoE(體
驗(yàn)質(zhì)量)的惡化問(wèn)題。現(xiàn)有的這些功率分配方法有個(gè)共同點(diǎn)信道質(zhì)量一直保持 良好狀態(tài)的用戶，將會(huì)持續(xù)充當(dāng)協(xié)作用戶，不斷損耗自身電量來(lái)協(xié)助源節(jié)點(diǎn)發(fā)送 數(shù)據(jù)，直至最后自身的電池電量耗盡。這就導(dǎo)致協(xié)作用戶沒(méi)有足夠的剩余電量來(lái)
滿足自身的通信需求，從而惡化了協(xié)作用戶的QoE。如果協(xié)作用戶的QoE沒(méi)有得
到相應(yīng)的改善或補(bǔ)償，就會(huì)造成用戶和通信運(yùn)營(yíng)商對(duì)協(xié)作通信持消極、悲觀的態(tài) 度，而得不到用戶的支持，不利于協(xié)作通信在實(shí)際系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用。因此，有 必要對(duì)現(xiàn)有的功率分配方法進(jìn)行改進(jìn)，以保證協(xié)作用戶的終端有足夠的剩余電量
滿足自身的通信需求，從而達(dá)到改善協(xié)作用戶QoE的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可改善協(xié)作用戶QoE的功 率分配方法，通過(guò)基于貢獻(xiàn)電量門限和剩余電量門限的功率分配，以保證協(xié)作用 戶有足夠的剩余電量滿足自身的通信需求，從而達(dá)到改善協(xié)作用戶QoE (體驗(yàn)質(zhì) 量)的目的。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括如下歩驟 步驟l:源用戶向周圍的候選協(xié)作用戶發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求；
歩驟2:收到請(qǐng)求的候選協(xié)作用戶，按照以下順序進(jìn)行比較，以判斷自己是 否發(fā)送協(xié)作確認(rèn)剩余電量值與剩余電量門限的比較，信道質(zhì)量是否足夠好，已 貢獻(xiàn)電量與貢獻(xiàn)電量門限的比較；若該候選協(xié)作用戶被選為協(xié)作用戶，則向源用 戶發(fā)送協(xié)作確認(rèn)；
步驟3:源用戶根據(jù)收到的協(xié)作確認(rèn)總數(shù)，向周圍的用戶發(fā)送功率分配信息； 步驟4:協(xié)作用戶以分配的功率值協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
所述的步驟1中，協(xié)作請(qǐng)求消息包含的內(nèi)容為協(xié)作請(qǐng)求字符RTC(全稱 Request to Corporate,艮卩請(qǐng)求幼'作)。
所述的剩余電量門限定義為協(xié)作用戶為了滿足自身的通信需求，所預(yù)留的 最少電量。
所述剩余電量門限是判斷候選協(xié)作用戶能否成為協(xié)作用戶的重要依據(jù)。當(dāng)候 選協(xié)作用戶的終端電池剩余電量不足剩余電量門限時(shí)，該用戶不能成為協(xié)作用戶 來(lái)幫助源用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，從而保證了該用戶有足夠的剩余電量來(lái)滿足自身的通信 需求。剩余電量門限的單位是mAh(毫安時(shí))。
所述的貢獻(xiàn)電量門限定義為協(xié)作用戶在進(jìn)入半?yún)f(xié)作狀態(tài)之前，能為協(xié)作通 信貢獻(xiàn)的最大電量。
所述貢獻(xiàn)電量門限是判斷候選協(xié)作用戶能否成為協(xié)作用戶的重要依據(jù)。所述 半?yún)f(xié)作狀態(tài)是協(xié)作用戶可以對(duì)每?jī)纱螀f(xié)作請(qǐng)求只接受其中之一的狀態(tài)。當(dāng)協(xié)作用 戶已經(jīng)貢獻(xiàn)的電量達(dá)到貢獻(xiàn)電量門限時(shí)，該用戶可以轉(zhuǎn)入半?yún)f(xié)作狀態(tài)，以減緩電 量的貢獻(xiàn)速度，達(dá)到節(jié)省剩余電量的目的。貢獻(xiàn)電量門限的單位是mAh(毫安時(shí))。
所述的步驟2中，若該候選協(xié)作用戶成為協(xié)作用戶，則向源用戶發(fā)送協(xié)作確 認(rèn)字符CTC(Co誦it to Corporate,即同意協(xié)作)。
所述的步驟3中，功率分配信息包含兩部分內(nèi)容應(yīng)該平均分配給協(xié)作節(jié)點(diǎn) 的功率值，和源節(jié)點(diǎn)希望發(fā)往目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提出基于貢獻(xiàn)電量門限和剩余電量門限的功率分配方法。與背景技術(shù) 中的門限平均功率分配方法相比，本發(fā)明能保證協(xié)作用戶有足夠的剩余電量以滿 足自身的通信需求，從而改善了協(xié)作用戶的QoE。本發(fā)明給兩個(gè)門限值設(shè)定了可 供參考的數(shù)值剩余電量門限設(shè)定為終端電池容量的1/2，貢獻(xiàn)電量門限設(shè)定為 終端電池容量的1/4。本發(fā)明提出的方法，對(duì)協(xié)作用戶的電池消耗進(jìn)行了有效的
制約，體現(xiàn)在首先，當(dāng)協(xié)作用戶貢獻(xiàn)的電量達(dá)到電池容量的一半時(shí)，該用戶電
量貢獻(xiàn)的速度將減緩至之前的一半；其次，當(dāng)用戶的剩余電量?jī)H為電池容量的四 分之一時(shí)，該用戶不再擔(dān)當(dāng)協(xié)作用戶，從而為自身的通信需要保留了足夠的電量。


圖1是源用戶終端的功率分配方法實(shí)現(xiàn)圖2是候選協(xié)作用戶終端的功率分配方法實(shí)現(xiàn)圖3是可改善協(xié)作用戶QoE的功率分配方法實(shí)現(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案
為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)
范圍不限于下述的實(shí)施例。
(1)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求 源節(jié)點(diǎn)向周圍的候選協(xié)作節(jié)點(diǎn)發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求消息，如圖l所示。該協(xié)作請(qǐng)求 消息包含的內(nèi)容是協(xié)作請(qǐng)求字符RTC(全稱Request to Corporate,即請(qǐng)求 協(xié)作)。
(2) 候選協(xié)作節(jié)點(diǎn)進(jìn)行自我判定
如圖2所示，收到請(qǐng)求的候選協(xié)作用戶，按照以下順序進(jìn)行比較，以判斷自 己是否可以成為協(xié)作用戶剩余電量值與剩余電量門限的比較，信道質(zhì)量是否足 夠好，己貢獻(xiàn)電量與貢獻(xiàn)電量門限的比較。其中，為了給協(xié)作用戶預(yù)留足夠多的 剩余電量，本發(fā)明給兩個(gè)門限值設(shè)定了可供參考的數(shù)值剩余電量門限設(shè)定為電 池容量的1/2，貢獻(xiàn)電量門限設(shè)定為電池容量的1/4。
當(dāng)剩余電量低于剩余電量門限時(shí)，因剩余電量不足，該候選協(xié)作用戶不能成 為協(xié)作用戶來(lái)幫助源用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。否則，再根據(jù)現(xiàn)有的功率分配方法，判斷信 道質(zhì)量是否足夠好，若信道質(zhì)量不好，則該候選協(xié)作用戶不能成為協(xié)作用戶。否 則，繼續(xù)比較已貢獻(xiàn)電量與貢獻(xiàn)電量門限。當(dāng)貢獻(xiàn)電量低于貢獻(xiàn)電量門限時(shí)，該 候選協(xié)作用戶可以成為協(xié)作用戶。否則，該候選協(xié)作用戶進(jìn)入半?yún)f(xié)作狀態(tài)，即候 選協(xié)作用戶可以對(duì)每?jī)纱螀f(xié)作請(qǐng)求只接受其中之一的狀態(tài)。
通過(guò)以上三次比較，若該候選協(xié)作用戶成為協(xié)作用戶，則向源用戶發(fā)送協(xié)作 確認(rèn)字符CTC(Coramit to Corporate,即同意協(xié)作)。
(3) 源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率分配
源節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的協(xié)作確認(rèn)總數(shù)，向周圍的節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率分配信息，如圖l 所示。該信息包含兩部分內(nèi)容應(yīng)該平均分配給協(xié)作節(jié)點(diǎn)的功率值，和源節(jié)點(diǎn)希 望發(fā)往目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。源節(jié)點(diǎn)如果沒(méi)有收到協(xié)作確認(rèn)，則進(jìn)行無(wú)協(xié)作的發(fā)送。
(4) 協(xié)作節(jié)點(diǎn)進(jìn)行協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)
如圖2所示，協(xié)作節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的功率分配信息，以分配的功率值協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā) 數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)空間分集。
綜合圖1和圖2，得到可改善協(xié)作用戶QoE的功率分配方法實(shí)現(xiàn)圖，如圖3 所示。圖3給出了基于貢獻(xiàn)電量門限和剩余電量門限的功率分配方法的具體實(shí) 現(xiàn)過(guò)程。首先源用戶向周圍的候選協(xié)作用戶發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求，然后收到請(qǐng)求的候選
協(xié)作用戶，按照以下順序進(jìn)行比較，以判斷自己是否可以成為協(xié)作用戶乘除電 量值與剩余電量門限的比較，信道質(zhì)量是否足夠好，已貢獻(xiàn)電量與貢獻(xiàn)電量門限 的比較。若該候選協(xié)作用戶被選為協(xié)作用戶，則向源用戶發(fā)送協(xié)作確認(rèn)，接著源 用戶根據(jù)收到的協(xié)作確認(rèn)總數(shù)，向周圍的用戶發(fā)送功率分配信息，最后協(xié)作用戶 在收到這些信息之后，以分配的功率值協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種協(xié)作通信中可改善協(xié)作用戶體驗(yàn)質(zhì)量的功率分配方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1源用戶向周圍的候選協(xié)作用戶發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求；步驟2收到請(qǐng)求的候選協(xié)作用戶，按照以下順序進(jìn)行比較，以判斷自己是否發(fā)送協(xié)作確認(rèn)剩余電量值與剩余電量門限的比較，信道質(zhì)量是否足夠好，已貢獻(xiàn)電量與貢獻(xiàn)電量門限的比較；若該候選協(xié)作用戶被選為協(xié)作用戶，則向源用戶發(fā)送協(xié)作確認(rèn)；步驟3源用戶根據(jù)收到的協(xié)作確認(rèn)總數(shù)，向周圍的用戶發(fā)送功率分配信息；步驟4協(xié)作用戶以分配的功率值協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作通信中協(xié)作用戶體驗(yàn)質(zhì)量的改善方法，其特 征是，所述的步驟l中，協(xié)作請(qǐng)求消息包含的內(nèi)容為協(xié)作請(qǐng)求字符RTC。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作通信中可改善協(xié)作用戶體驗(yàn)質(zhì)量的功率分配 方法，其特征是，所述的剩余電量門限定義為協(xié)作用戶為了滿足自身的通信需 求，所預(yù)留的最少電量，所述剩余電量門限是判斷候選協(xié)作用戶能否成為協(xié)作用 戶的重要依據(jù)，當(dāng)候選協(xié)作用戶的終端電池剩余電量不足剩余電量門限時(shí)，該用戶不能成為協(xié)作用戶來(lái)幫助源用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，剩余電量門限的單位是毫安時(shí)mAh。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作通信中可改善協(xié)作用戶體驗(yàn)質(zhì)量的功率分配 方法，其特征是，所述的貢獻(xiàn)電量門限定義為協(xié)作用戶在進(jìn)入半?yún)f(xié)作狀態(tài)之前， 能為協(xié)作通信貢獻(xiàn)的最大電量，所述貢獻(xiàn)電量門限是判斷候選協(xié)作用戶能否成為 協(xié)作用戶的重要依據(jù)，所述半?yún)f(xié)作狀態(tài)是協(xié)作用戶對(duì)每?jī)纱螀f(xié)作請(qǐng)求只接受其中 之一的狀態(tài)，當(dāng)協(xié)作用戶已經(jīng)貢獻(xiàn)的電量達(dá)到貢獻(xiàn)電量門限時(shí)，該用戶轉(zhuǎn)入半?yún)f(xié) 作狀態(tài)，貢獻(xiàn)電量門限的單位是毫安時(shí)mAh。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作通信中協(xié)作用戶體驗(yàn)質(zhì)量的改善方法，其特 征是，所述的歩驟2中，給兩個(gè)門限值設(shè)定可供參考的數(shù)值剩余電量門限設(shè)定 為電池容量的1/2，貢獻(xiàn)電量門限設(shè)定為電池容量的1/4。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作通信中協(xié)作用戶體驗(yàn)質(zhì)量的改善方法，其特 征是，所述的歩驟2中，若該候選協(xié)作用戶成為協(xié)作用戶，則向源用戶發(fā)送協(xié)作確認(rèn)字符CTC。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的協(xié)作通信中協(xié)作用戶體驗(yàn)質(zhì)量的改善方法，其特 征是，所述的步驟3中，功率分配信息包含兩部分內(nèi)容應(yīng)該平均分配給協(xié)作節(jié) 點(diǎn)的功率值，和源節(jié)點(diǎn)希望發(fā)往目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可改善用戶體驗(yàn)質(zhì)量的功率分配方法，用于無(wú)線傳輸技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先源用戶向周圍的候選協(xié)作用戶發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求，然后收到請(qǐng)求的候選協(xié)作用戶，按照以下順序進(jìn)行比較，以判斷自己是否可以成為協(xié)作用戶剩余電量值與剩余電量門限的比較，信道質(zhì)量是否足夠好，已貢獻(xiàn)電量與貢獻(xiàn)電量門限的比較。若該候選協(xié)作用戶被選為協(xié)作用戶，則向源用戶發(fā)送協(xié)作確認(rèn)，接著源用戶根據(jù)收到的協(xié)作確認(rèn)總數(shù)，向周圍的用戶發(fā)送功率分配信息，最后協(xié)作用戶在收到這些信息之后，以分配的功率值協(xié)助轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。本發(fā)明能改善協(xié)作通信中協(xié)作用戶的體驗(yàn)質(zhì)量，確保了協(xié)作用戶有足夠的剩余電量滿足自身的通信需求，適用于B3G/4G通信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04M1/72GK101394628SQ20081004069
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者俞子豐, 桂林卿, 超 王, 羅漢文, 佳 郭 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)