一种建立通信连接的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信技术领域，特别设及一种建立通信连接的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着通信需求指数倍的增长，移动场景下通信效率低、灵活性差和花销高的问题 逐渐成为5G蜂窝网络发展的瓶颈。目前，常采用异构云无线接入网络和中继协作通信来解 决运一问题。
[0003] 异构云无线接入网络继承了异构网络和云无线接入网络的优势，一般该无线接入 网络包括多个子网络，且每个子网络中包括一个或多个RRH(RemoteRadioHead,射频拉远 单元），各个RRH之间相互协作可W获得更高的性能增益。异构云无线接入网络运一概念 提出之后，众多学者致力于新通信场景的研究。异构云无线接入网络在网络资源分配方面， 对于吞吐量与公平性的平衡、层间干扰消除、新架构的设计、相关技术的支持W及负载均衡 都已得到很好的研究。为进一步提高异构云无线接入网络的实用性，MIMO(Multiple-Input Multiple-Oil化ut，多输入多输出系统）中继协作通信和D2D(DisktoDisk,磁盘到磁盘备 份技术）通信等技术被引入到异构网络架构中。
[0004] 现有技术中，尽管有大量的研究人员致力于异构云无线接入网络的网络资源分配 方法的研究，但未对基于用户协作和QoS(如alityofService,服务质量）保障的异构云 无线网络的资源管理方法进行研究，移动终端接入异构云无线接入网络时的中继选择和网 络选择的联合优化问题的计算复杂度非常大，导致在网络资源分配中不能合理分配网络资 源，进而导致通信过程中能量的额外消耗。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的目的在于提供一种建立通信连接的方法及装置，W减小移动终端 接入异构云无线接入网络时的中继选择和网络选择的联合优化问题的计算复杂度，实现合 理分配网络资源，降低通信过程中能量的消耗。
[0006] 为达到上述目的，本发明实施例公开了一种建立通信连接的方法，所述方法包括 步骤：
[0007] 接收目标移动终端发送的通信请求；
[0008] 根据所述目标移动终端的预设的发射功率，估算所述目标移动终端接入各个可用 子网络的射频拉远单元RRH要通过的每一通信链路的能效值；
[0009] 按照预设的最优通信链路选择规则，根据所估算的能效值，W可用子网络为单位， 确定所述目标移动终端接入RRH要通过的最优通信链路，并根据所确定的最优通信链路 更新中继域，其中，所述中继域中包含所有有通信需求的移动终端能够选择的所有中继节 占. '?、、，
[0010] 根据通过经过所述中继域中的中继节点的通信链路接入各个可用子网络的RRH 时所述目标移动终端的吞吐量和经过所述中继域中的中继节点的通信链路对应的RRH接 收所述目标移动终端传送的信息需消耗的能量，构建优化能效模型，其中，所述优化能效模 型为关于所述目标移动终端的吞吐量和RRH接收信息需消耗的能量的模型，所述目标移动 终端的吞吐量与所述目标移动终端的发射功率相关；
[0011] 根据预设的非负参数对所述优化能效模型进行变形处理；
[0012] 对变形处理后的所述优化能效模型中的二值变量进行松弛化处理，其中，所述二 值变量为控制中继节点选择和可用子网络选择的变量；
[0013] 根据预设的拉格朗日对偶算法、预设的梯度迭代法和松弛化处理后的所述优化能 效模型，生成针对所述目标移动终端的网络资源分配信息，其中，所述网络资源分配信息包 含：所述目标移动终端的最优发射功率、该最优发射功率对应的通信链路和该最优发射功 率对应的可用子网络的RRH，所述最优发射功率对应的通信链路为直传通信链路或经过所 述中继域中的中继节点的通信链路；
[0014] 向所述网络资源分配信息中包含的RRH发送所述网络资源分配信息，W使得该 RRH根据所述网络资源分配信息中包含的最优发射功率、该最优发射功率对应的通信链路 与所述目标移动终端建立通信连接。
[0015] 一种具体实现方式中，所述根据所确定的最优通信链路更新中继域，包括：
[0016] 判断所确定的各条最优通信链路是否为中继通信链路；
[0017] 若为是，则将是中继通信链路的最优通信链路中的中继节点归入该最优通信链路 对应的可用子网络的中继集合中；
[0018] 从各个可用子网络的中继集合中，确定存在于至少两个中继集合中的中继节点；
[0019] 从所确定的中继节点对应中继集合中，删除所确定中继节点，并根据各个可用子 网络的中继集合更新中继域；
[0020] 所述根据通过经过所述中继域中的中继节点的通信链路接入各个可用子网络的 RRH时所述目标移动终端的吞吐量和经过所述中继域中的中继节点的通信链路对应的RRH 接收所述目标移动终端传送的信息需消耗的能量，构建优化能效模型，包括：
[0021] 根据所述中继域中中继节点的个数、具有通信需求的移动终端的个数、每一个可 用子网络中射频拉远单元RRH的个数、通过经过所述中继域中的中继节点的通信链路接入 各个可用子网络的RRH时所述目标移动终端的吞吐量和经过所述中继域中的中继节点的 通信链路对应的RRH接收所述目标移动终端传送的信息需消耗的能量，构建优化能效模 型。
[0022] -种具体实现方式中，所述根据所述中继域中中继节点的个数、具有通信需求的 移动终端的个数、每一个可用子网络中射频拉远单元RRH的个数、通过经过所述中继域中 的中继节点的通信链路接入各个可用子网络的RRH时所述目标移动终端的吞吐量和经过 所述中继域中的中继节点的通信链路对应的RRH接收所述目标移动终端传送的信息需消 耗的能量，构建优化能效模型，包括：
[0023] 通过W下公式
[0024]
[0025] 构建优化能效模型，其中，K表示具有通信需求的移动终端的个数，所述目标移动 终端为K个移动终端中的一个，J表示所述中继域中中继节点的个数，I表示第一可用子网 络中RRH的个数，S表示第二可用子网络中RRH的个数，《:表示移动终端k通过直传通信 链路接入第一可用子网络中第i个RRH时的吞吐量，巧表示移动终端k通过中继通信 链路接入第一可用子网络中第i个RRH时的吞吐量，巧Lj.表示移动终端k接入第二可用子 网络中第S个RRH时的吞吐量，麟表示移动终端k通过中继通信链路接入第二可用子 网络中第S个RRH时的吞吐量，Zf表示第一可用子网络中第i个RRH接收移动终端k通过 直传通信链路传送的信息需消耗的能量，巧"表示第一可用子网络中第i个RRH接收移动终 端k通过中继通信链路传送的信息需消耗的能量，巧"表示第二可用子网络中第S个RRH接 收所述目标移动终端k通过直传通信链路传送的信息需消耗的能量和，i;'表示第二可用子 网络中第S个RRH接收所述目标移动终端k通过中继通信链路传送的信息需消耗的能量， 端U、乂:U、撕.A-、均为二值变量；
[0026]所述优化能效模型需满足的条件为：
[003引其中，|^*为移动终端k的最小吞吐量，#5^；康示移动终端k通过中继通信链路接 入接入第一可用子网络中第i个RRH时第j个中继节点的发射功率，巧表示移动终端k通 过中继通信链路接入接入第二可用子网络中第S个RRH时第j个中继节点的发射功率，P。 表示第j个中继节点的最大发射功率，巧;U表示移动终端k通过直传通信链路接入第一可 用子网络中第i个RRH时的发射功率，与;，,?.,表示移动终端k通过中继通信链路接入第一可 用子网络中第i个RRH时的发射功率，巧表示移动终端k通过直传通信链路接入第二可 用子网络中第S个RRH时的发射功率，巧表示移动终端k通过中继通信链路接入第二 可用子网络中第S个RRH时的发射功率，Pm。、为移动终端k的最大发射功率。
[0034] 一种具体实现方式中，所述根据预设的非负参数对所述优化能效模型进行变形处 理，包括：
[0035] 根据预设的非负参数A，按照表达式：
[0036] max巧…乂 戶，
[0037] 对所述优化能效模型进行变形处理。
[0038] -种具体实现方式中，所述对变形处理后的所述优化能效模型中的二值变量进行 松弛化处理，包括：
[0039] 通过W下公式
[0043]
对变形处理后的所述优化能效模型中的二值变 量进行松弛化处理；
[0044] 其中，皆W-为巧;A松弛化后的变量铅A为巧:.a松弛化后的变量巧为巧；；,/, 松弛化后的变量，巧:为^^/^松弛化后的变量，松弛化后的变量，为 巧松弛化后自勺变量，度,'.U为《；)，M松弛化后自勺变量，表;为巧;松弛化后自勺变 量；
[0045] 松弛化处理后的所述优化能效模型需满足的条件为：
[0046] (^'1 :端 、. 一G[0，。
[0052] -种具体实现方式中，所述根据预设的拉格朗日对偶算法、预设的梯度迭代法和 松弛化处理后的所述优化能效模型，生成针对所述目标移动终端的网络资源分配信息，包 括：
[0053] 根据预设的拉格朗日因子和对偶分解法，将松弛化处理后的所述优化能效模型转 化为对偶优化能效模型；
[0054] 根据KKT条件、注水算法和所述对偶优化能效模型，获得所述目标移动终端的发 射功率P。；
[0055] 根据所述发射功率P。，对所述对偶优化能效模型中的所述目标移动终端的吞吐量 和RRH接收信息需消耗的能量进行排序，确定所述发射功率P。对应的通信链路和所述发射 功率P。对应的可用子网络的RRH;
[0056] 根据预设的梯度迭代法更新所述预设的拉格朗日因子；
[0057] 根据所述发射功率P。和更新后的所述预设的拉格朗日因子，获得当前发射功率 Pi;
[0058] 判断所述发射功率P。和所述当前发射功率P1的差值的绝对值是否不高于第一预 设值；
[0059] 若为是，则根据所述当前发射功率Pi、所述当前发射功率Pi对应的通信链路和所 述当前发射功率Pi对应的可用子网络的RRH更新预设的非负参数A，其中，所述当前发射 功率Pi对应的通信链路为所述发射功率P。对应的通信链路，所述当前发射功率P1对应的