[发明专利]一种应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法

权利要求书

1.一种应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于：

将过载蜂窝小区、共享中继站以及其周围相邻蜂窝小区组成一个资源分配及通信传输的体系结构；

结合频谱划分和时隙划分的小区间中继模型实现负载转移，通过基于距离权重的调度方案对子载波进行再分配，根据相邻小区不同负载确定各中继的覆盖最优半径；

步骤1：蜂窝基站收集各自小区的负载信息，计算载波需求；

若不超过阈值，直接进行子载波分配；

若超过阈值，则执行步骤2；

步骤2：根据蜂窝系统所处时隙及各个相邻小区的不同负载情况对不同中继的覆盖半径进行最优化；

步骤3：负载转移，计算子载波需求，进行初次分配；

步骤4：负载转移后，分别计算各区域子载波剩余数，基于距离权重的子载波分配算法进行子载波再分配；

步骤4中具体包括：

基于距离权重的再分配算法具体为：对于BS区域，将各MS到其服务基站BS的距离与该区域所有MS到BS的总距离D_T的比值作为公平因子；对于RS区域，将各MS到中继RS的距离与该区域内所有MS到RS的总距离的比值作为公平因子；各MS获得再分配子载波数为，公平因子·对应区域子载波剩余数；

得到基于距离的公平因子及所获再分配资源为：

BS区域：公平因子：再分配资源：

RS区域：公平因子：再分配资源：

当某MS所获得总子载波数k_i确定时，其通话速率可通过下式(4)计算：

表示BS区域剩余的子载波数，表示RS区域剩余的子载波数，表示链路link在时隙第i个时隙的信扰比；

步骤5：负载均衡执行结束后蜂窝基站层更新负载信息，并返回步骤1。

2.根据权利要求1所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于，设置频谱划分与时隙划分模型，具体为：

在系统的下行传输模型中，每一传输帧划分为两个时隙，对相邻小区，在时隙一时，为基站BS到小区间中继RS的中继传输与BS到用户MS的直连传输，在时隙二时，为RS到MS的中继传输；对目标小区，两个时隙均为BS到MS的直连传输；

频率复用模式为1*6*6，复用因子为1的频谱划分方案，将总载波划分为6个不同的子载波集，将每个小区划分成6个等面积的扇区，每个扇区分别采用一套子载波集，小区内相同位置的扇区采用相同的子载波集，中继区域内采用的子载波集来自于对应最近相邻小区的扇区。

3.根据权利要求1或2所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于，步骤1中具体包括：

在通话请求的第一个时隙初始时，蜂窝基站层计算每个通话满足最低速率要求R_req的子载波数；并对当前小区所有用户的范围进行积分得到当前小区所有用户所需求的总子载波数，然后进行子载波预分配，判断是否超过阈值：

计算链路link在时隙第i个时隙的信扰比，计算每个通话链路link在不同时隙满足最低速率要求R_req的子载波数：

式中，β：蜂窝系统中链路的路径损耗指数；r：目标用户MS到其服务基站的距离；r_i：目标用户MS到第i个相邻小区基站BS的距离；w：子载波带宽；P_BS：蜂窝小区BS的传输功率；slotⁱ：表示第i个时隙。

4.根据权利要求3所述的应用于小区间中继蜂窝网负载均衡的公平性提升方法，其特征在于：阈值为最大子载波数的90％。