基于d2d中继的mbsfn多播资源调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于多播传输技术领域，尤其设及一种基于D2D值evice-to-Device)中继 的MBSFN(MulticastandBroadcastSingleFrequen巧Network)多播资源调度方法。
【背景技术】
[0002] 随着移动互联网应用的迅猛发展W及越来越多的大屏终端的普及，用户对大量高 带宽多媒体业务的需求越来越强烈，如视频广播、电视广告、网上教育、手机新闻等。该些多 媒体业务对带宽的占用大，持续时间长，对时延不敏感，通常是某个地区（商圈、地铁、商业 楼宇等）多个用户同时接收相同的数据内容，因此如何在移动通信系统中高效、高质的实 现多播组播业务，是当前W及未来的一个重要研究热点。
[0003] 3GPP0rdGenerationPartnershipProject)在R6 巧elease6)中提出了多播广 播多媒体服务（Multicast/E5roadcastMultimediaServices,MBM巧的概念，在之后的标准 制定中，3GPP又引进了演进MBMS巧VO1ved-MBMS，即E-MBMs)标准，该标准在逻辑架构、业务 模式、传输方式等方面对MBMS进行了重大改进，其中在传输方式上引入了多播广播单频网 (MulticastandBroadcastSingleRrequen巧Network,MBSFN)传输方式。MBSFN利用相 同频率传输相同的业务带来了较好的分集效果，解决了盲区覆盖问题，加强了接收的可靠 性。然而，虽然MBSFN的传输方式增强了多播业务传输的性能，但由于多播的资源分配受到 信道质量最差用户的限制，信道质量好的用户无法充分利用信道资源。而MBSFN作为多播 传输方式的一种也会受到该种限制。
[0004] 在MBSFN中，所有的MBSFN小区使用相同的资源同时同频的发送多播业务。如若 根据信道质量最差用户来分配多播资源，则各个小区的最差信道质量用户将会影响到整个 单频网的资源分配。比如，在给定带宽与速率的条件下，为满足信道质量最差用户，则基站 需要更高的发射功率，MBSFN作为多小区的传输方式，多个小区采用高的发射功率，会产生 很大的能耗，同时也会对外小区的通信造成干扰。
【发明内容】
[0005] 本发明的发明目的是：为了解决现有技术中用户无法充分利用信道资源及功耗过 大并造成干扰等问题，本发明提出了一种基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法。
[0006] 本发明的技术方案是：一种基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法，包括W下步 骤：
[0007] A、利用最低能耗比用户区分方法，将多播组内所有用户分为信道质量差的用户和 信号质量好的用户；
[000引 B、利用中继匹配方法，将步骤A中区分的信号质量差的用户与信号质量好的用户 建立D2D连接；
[0009] C、利用资源分配方法，为步骤B中建立D2D连接的用户分配中继资源；
[0010] D、发送多播数据，根据步骤C中分配的中继资源完成多播资源调度。
[0011] 进一步地，所述步骤A中最低能耗比用户区分方法具体包括w下分步骤：
[0012] S11、计算多播组内所有用户在一定带宽与速率的条件下所需要的基站发射功 率.
[0013] S12、依次将步骤S11中计算得到的基站发射功率作为基站的实际发射功率，并计 算在实际发射功率Pi下能够达到业务要求的传输速率的用户数量R(P1)，其中，i为用户序 号；
[0014] S13、根据步骤S12中计算得到的R(Pi)及其对应的发射功率Pi计算能耗比；
[0015] S14、选取步骤S13中计算得到的能耗比中的最小值，并判断用户在与最小能耗比 对应的实际发射功率下是否能到达到业务要求的传输速率；若用户能到达到业务要求的传 输速率，则该用户为信号质量好的用户，若用户不能到达到业务要求的传输速率，则该用户 为信号质量差的用户。
[0016] 进一步地，所述能耗比的公式具体为：
【主权项】
1. 一种基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法，其特征在于，包括以下步骤： A、 利用最低能耗比用户区分方法，将多播组内所有用户分为信道质量差的用户和信号 质量好的用户； B、 利用中继匹配方法，将步骤A中区分的信号质量差的用户与信号质量好的用户建立 D2D连接； C、 利用资源分配方法，为步骤B中建立D2D连接的用户分配中继资源； D、 发送多播数据，根据步骤C中分配的中继资源完成多播资源调度。
2. 如权利要求1所述的基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法，其特征在于，所述步 骤A中最低能耗比用户区分方法具体包括以下分步骤： 511、 计算多播组内所有用户在一定带宽与速率的条件下所需要的基站发射功率； 512、 依次将步骤Sll中计算得到的基站发射功率作为基站的实际发射功率，并计算在 实际发射功率PiT能够达到业务要求的传输速率的用户数量R(P i)，其中，i为用户序号； 513、 根据步骤S12中计算得到的R(Pi)及其对应的发射功率Pi计算能耗比； 514、 选取步骤S13中计算得到的能耗比中的最小值，并判断用户在与最小能耗比对应 的实际发射功率下是否能到达到业务要求的传输速率；若用户能到达到业务要求的传输速 率，则该用户为信号质量好的用户，若用户不能到达到业务要求的传输速率，则该用户为信 号质量差的用户。
3. 如权利要求2所述的基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法，其特征在于，所述能 耗比的公式具体为：
其中： I Ω I表示所有接收多播业务的用户总数，Vi表示在发射功 ) 率PiT的传输速率，I(Vi>v)表示若在一定发射功率下，用户i能够达到的速率￥1是否大于 业务实际要求的传输速率v，若大于则I = 1，否则I = 0。
4. 如权利要求1所述的基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法，其特征在于，所述步 骤B中中继匹配方法具体包括以下分步骤： 521、 设定不能正确接收基站多播业务的用户为Ub用户，能正确接收基站多播业务的用 户为Ug用户； 522、 将距离每个Ub用户最近的U g用户作为备选中继，并建立最小距离表格； 523、 计算各个备选中继的连接度，并选取具有最大连接度的Ug用户作为一个D2D中 继； D24、根据步骤S23中选取的Ug用户，及其最大距离内对应的所有U b用户建立中继组； D25、将步骤S24建立的中继组中的Ug用户和U b用户从最小距离表格中删除，更新最小 距离表格并判断最小距离表格是否为空；若最小距离表格为空，则操作结束，若最小距离表 格不为空，则返回步骤S23。
5. 如权利要求4所述的基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法，其特征在于，所述步 骤C中分配资源方法具体包括以下分步骤： 531、 从建立的中继组中选取一个中继组，并根据该中继组选取距离中继距离最远且没 有被其它中继组复用的三个连接态用户； 532、 利用该中继用户测试三个连接态用户的资源所能达到的最大增益，并选取增益最 大的资源作为复用资源； 533、 判断中继组内是否还有中继未完成分配；若中继组内还有中继未完成分配，则返 回步骤S31，若中继组内没有中继未完成分配，则结束操作。
6.如权利要求4所述的基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法，其特征在于，所述 步骤D发送多播数据，根据步骤C中分配的中继资源完成多播资源调度，具体包括以下分步 骤： D1、将多播资源分为N个组； D2、在发送时间达到时发送一组多播数据，并根据分配的中继资源完成多播数据调 度； D3、判断已发送的组数是否小于N ;若已发送的组数小于N，则返回步骤D2,若已发送的 组数大于或等于N，则完成多播资源调度。
【专利摘要】本发明公开了一种基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法；其具体包括以下步骤：将用户区分为信道质量差的用户和信号质量好的用户，将信号质量差的用户与信号质量好的用户建立D2D连接，为建立D2D连接的用户分配中继资源，发送多播数据并根据分配的中继资源完成多播资源调度。本发明的基于D2D中继的MBSFN多播资源调度方法通过MBSFN与D2D的结合，将多播组内的所有用户分为两个部分，对于信道质量好的用户基站使用较低的发射功率传输数据，而对于信道质量差的用户通过中继用户以较低的中继功率保证资源需求，从而充分利用了多播资源，并减少了MBSFN的总体能耗。
【IPC分类】H04W72-12, H04W4-06
【公开号】CN104768134
【申请号】CN201510212785
【发明人】冷甦鹏, 周剑云, 杨建军, 韦云凯
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月29日