两阶段协作多播方法及系统

摘要

本发明提供了节能的两阶段协作多播方法和系统，首先计算获取要达到预定覆盖率所需的最优基站发射功率以及理想的中继位置；然后，将基站的发射功率设置为所述最优基站发射功率，进行第一阶段的多播，并基于所述理想的中继位置来选择中继，进行第二阶段的多播。该方法在高用户密度场景下，可以极大地降低系统总功耗和基站的功耗。

主权项

一种两阶段协作多播中确定最优基站发射功率和理想中继部署方案的方法，所述方法包括:步骤a)对于给定的小区半径R和要达到的覆盖率阈值C_th，分别获取在保障覆盖率达到阈值C_th的传统多播情况下，基站要达到有效覆盖半径为R和0.1R所必须的发射功率P_max和P_min；步骤b)对于给定的基站发射功率P_BS,C确定在小区半径为R时要达到覆盖率阈值C_th所需的中继部署方案，并计算采用该基站发射功率和所述中继部署方案进行两阶段协作多播的总功耗；其中，基站发射功率P_BS,C的值从P_min开始，每次增加0.01dBm，直到P_BS,C的值达到P_max为止；步骤c)将最小总功耗所对应的基站发射功率和其相应的中继部署方案作为最优基站发射功率和理想中继部署方案；其中所述步骤b)包括：步骤b1)对于给定的要达到的覆盖率的阈值C_th，计算当基站以功率P_BS,C发送数据时的有效覆盖半径R_BS,C；步骤b2)将R_BS,C到R之间的区域划分成了多个环状区域，在每个环状区域内均匀地部署中继，不同环内的中继对应覆盖相应的扇区夹角为θ_i的曲边梯形区域，满足：并且，对于所有的环，要求满足：${\int }_{R_i}^{R_{i+1}}{\int }_0^{{\theta }_i}{s}_{\mathrm{two}}·\mathrm{fdxdy}=C_{\mathrm{th}}---\left(2\right)$其中，表示第i个环内中继的覆盖半径，而R_i表示第i个环的起始半径，R₁＝R_BS,C，并且表示第i个环内，某一个扇区内的用户分布密度，R_i≤x≤R_i+1，0≤y≤θ_i，s_two表示经过两阶段协作多播之后，该曲边梯形内某一点的成功率；s_two＝1‑(1‑s_two,1)(1‑s_two,2)，S_two,1、S_two,2表示在协作多播的第一阶段和第二阶段的该点的成功率；利用公式(1)和(2)和关系式进行计算得到第i个环内中继的半径第i个环内中继对应的扇区夹角θ_i以及第i+1个环的起始半径R_i+1；其中，从i＝1，R₁＝R_BS,C开始，每计算一次，i增加1，直到所得到的R_i≥R为止，并将此时i‑1的值设置为完成覆盖小区且达到覆盖率阈值C_th完成覆盖所需的环数M；步骤b3)计算采用该基站的发射功率为P_BS,C及其相应的中继部署进行两阶段协作多播的总功耗的两阶段协作多播的总功耗P_tot：$P_{\mathrm{tot}}=P_{\mathrm{BS},C}\frac{T_1}{T}+\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}N\left(i\right)P_{\mathrm{MS}}\frac{T_2}{T},$其中，$N\left(i\right)=\frac{2\pi }{{\theta }_i}$表示在第i个环形内所需的中继个数，P_MS表示中继的发射功率,T₁和T₂分别代表两阶段协作多播的第一阶段和第二阶段的时隙，T表示在保障覆盖率达到阈值C_th的情况下传统多播的时隙，T＝T₁+T₂。