[发明专利]蜂窝系统中D2D和固定中继两种协作多播模式的选择方法

权利要求书

1.一种蜂窝系统中终端直通D2D协作多播与固定中继协作多播的两种模式选择方法，是基于网络负载的两种中继传输模式的选择方法，其特征在于：所述方法包括下列各个操作步骤：

（1）基站执行第一跳多播传输：基站根据多播业务的传输速率要求执行第一跳多播，使得多播请求中的部分移动终端成功接收数据，而另一部分移动终端因为与基站的距离较远或处于无线信道的深衰落中未能成功接收数据；

（2）基站分别判断移动终端与固定中继执行第二跳多播的可行性：基站根据地理位置的地形地貌及两者之间的距离，分别判断移动终端执行第二跳协作多播的可行性，以及根据其扇区内是否存在固定中继，判断该固定中继执行第二跳协作多播的可行性，并分别使用初始值为0的模式变量I_mode记录判断结果：

若移动终端协作方式不可行、但固定中继协作方式可行时，记为I_mode=1；

若移动终端协作多播可行、但固定中继协作方式不可行时，记为I_mode=2；

若移动终端协作方式和固定中继协作方式两者都不可行时，记为I_mode=3；

再判断结果I_mode≠0是否成立，若是，则跳转执行步骤（5）；若否，即I_mode=0，则表示能够同时选择执行移动终端协作方式或者固定中继协作方式，则执行后续步骤（3）；

（3）移动终端向基站上传信息：基站先选取成功接收的移动终端作为备选簇头，并表示为：包含K个元素的集合M={1，2...K}；而将未成功接收的移动终端作为簇成员，并表示为：包含L个元素的集合N={1，2...L}；然后，所有备选簇头都向基站上传其传输性能参数矩阵F，该矩阵F中的每个元素f_ij数值分别表示第i个备选簇头M_i与第j个簇成员、即移动终端N_j之间能否建立连接：若f_ij=1，表示能够建立连接；若f_ij=0，表示不能建立连接；式中，自然数i和j分别为备选簇头和簇成员的序号，其最大数分别为K和L；

（4）基站根据矩阵F选择最大连接度算法，对移动终端协作多播方案执行分簇操作；

（5）基站根据步骤（2）的判断结果，选择决策其第二跳多播传输方式：

若I_mode=1，则选用固定中继执行第二跳多播；

若I_mode=2，则选用移动终端进行第二跳多播；

若I_mode=3，则基站进行数据重传；

若I_mode=0，则基站分别计算固定中继和移动终端进行第二跳传输的效用值，再对该两种传输方式的效用值进行比较，选取效用最大的传输策略进行第二跳多播。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法的应用场景是：由基站、固定中继和位于该小区内的多个移动终端所组成的小区无线蜂窝网络；当基站执行多播业务时，在某个时段，部分被服务的移动终端因其处于无线信道的深衰落中，没有成功接收数据；此时能够选择使用固定中继协作或成功接收数据的移动终端协作方式执行第二跳传输；若使用终端协作方式，则利用D2D技术从第一阶段成功接收的移动终端中，寻找适宜的移动终端作为簇头中继，再根据最大连接度算法将数据转发给第一阶段未成功接收的移动终端、即簇成员；且该簇头中继和簇成员两者之间以D2D方式通信，并保证该两者之间的链路质量良好；若使用固定中继协作方式，则固定中继在第二阶段对未成功接收的用户进行组播。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）包括下列操作内容：

（21）基站获知其第一跳多播传输的广播半径R；

（22）以扇区为单位，假设与基站距离最远处的多播请求移动终端与基站的距离为R'时，计算（R'-R）之差值是否位于D2D通信范围的距离之内；若是，则认为终端协作方式可行；若否，则认为终端协作方式不可行；

（23）以扇区为单位，判断每个扇区是否设有固定中继，若是，则固定中继协作方式可行；若否，则固定中继协作方式不可行；

（23）根据上述两个步骤的判断结果，分别给每个扇区赋予相应的协作传输模式变量I_mode。