CN101583161B - 协作节点单元选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种协作节点单元选择方法和装置。涉及采用多节点单元联合传输的无线通信领域。其中一种协作节点单元选择方法，包括：获取候选节点单元的信号状态信息；选择信号状态信息中的单一或多个性能参数作为性能指标；对于选择单一性能参数作为性能指标，则直接根据单一性能参数对候选节点进行排序；对于选择多个性能参数作为性能指标，则根据多个性能参数计算候选节点单元的综合性能指标，并根据候选节点单元的综合性能指标对候选节点进行排序；和根据排序结果从候选节点单元中选择协作节点单元。本发明不仅优化了协作传输节点单元的选择方式，改善了为用户提供的服务质量，还提高了***性能。

Description

协作节点单元选择方法及装置

技术领域

本发明涉及采用多节点单元联合传输的无线通信领域，特别是涉及一种协作节点单元选择方法和装置。

背景技术

为了满足未来通信***对提高小区边缘性能的迫切要求，协作多点传输技术和在多点协作传输架构下对进行协作传输的节点单元的选择受到广泛关注。在协作多点传输技术的工程实践中，影响快速节点单元选择的评价指标多种多样，其中最关键的是与用户和小区性能相关的技术参数。用户的应用场景表现为用户当前的业务需求，包括会话类业务，流媒体业务，交互类业务，背景类业务等业务方式。用户的实际需求表现为用户根据当前的业务情况，要求获得的性能提升范围，即通过资源的重配置，能够使用户的性能指标得以改善，并支撑所需的业务需求。这在客观上要求必须充分结合多类各性能参数进行协作节点的选择。

然而，现有的节点选择方案或基于地理位置，或基于导频强度，这些单一参数的选择使得所选择的节点单元难以满足用户的业务需求。另外，现有的节点单元选择方案或因其复杂性而导致***开销增加，或因节点选择不当，制约了协作多点传输技术的优势。

发明内容

本发明的目的是提出一种协作节点单元选择方法和装置，为用户设备提供更优的选择协作节点单元方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种协作节点单元选择方法，包括：获取候选节点单元的信号状态信息；选择信号状态信息中的单一或多个性能参数作为性能指标；对于选择单一性能参数作为性能指标，则直接根据所述单一性能参数对所述候选节点进行排序；对于选择多个性能参数作为性能指标，则根据所述多个性能参数计算所述候选节点单元的综合性能指标，并根据所述候选节点单元的综合性能指标对所述候选节点进行排序；和根据排序结果从所述候选节点单元中选择协作节点单元。

进一步的，所述计算所述候选节点单元的综合性能指标包括：将所述候选节点单元的性能参数按照优劣程度映射到公共的标度区间范围内；和根据所述公共的标度区间范围，利用多目标优化方法计算所述候选节点单元的所述综合性能指标。

进一步的，所述利用多目标优化方法计算所述候选节点单元的所述综合性能指标包括：根据所述公共的标度区间范围，计算所述性能参数的标准差；根据所述标准差，建立评价矩阵，并检验所述评价矩阵的一致性；满足一致性条件时，根据所述评价矩阵计算所述性能参数的综合权重；和根据所述综合权重和所述隶属度计算所述候选节点单元的所述综合性能指标。

根据本发明的一个实施例，协作节点单元选择方法还包括在协作传输的过程中，比较协作传输前和协作传输中所述协作节点单元的性能指标；和当所述协作节点单元在协作中的性能指标不优于协作之前的性能指标时，重新选择参与协作传输的节点单元。

进一步的，所述比较协作前后的所述协作节点单元的性能指标包括：利用性能表达式U⁺≤(1+β)U^-对协作前后的所述协作节点单元的性能指标进行比较，当满足性能表达式时，重新选择参与协作传输的节点单元，其中U⁺为协作后的性能表达式，U^-为协作前的性能表达式，β为成本因子。

进一步的，所述获取候选节点单元的信号状态信息包括：获取用户设备测量并反馈的所述候选节点单元的所述信号状态信息；获取所述候选节点单元反馈的利用上下行信道关系计算出的用户设备接收到的所述信号状态信息；或获取所述候选节点单元返回的所述候选节点单元当前的信号状态信息。

进一步的，所述根据排序结果从所述候选节点单元中选择协作节点单元包括：由主控节点单元根据用户设备反馈的所述信号状态信息和所述候选节点单元的当前***状况为所述用户设备选择协作节点单元；所述用户设备根据所述主控节点单元告知的所述候选节点单元当前的性能情况和自身状态信息选择所述协作节点单元；或综合用户设备和网络的性能情况，由所述主控节点单元或所述用户设备选择协作节点单元。

根据本发明的一个实施例，协作节点单元选择方法还包括：当选中的协作节点单元无空闲资源时，用户设备进入等待队列，等待重新选择接入节点；当前协作节点单元的数量达到***允许的服务节点单元数量，仍不能满足用户设备的传输速率要求时，用户设备进入等待队列，等待重新接入节点单元；或当新选中的协作节点单元与之前已有的协作节点单元之间没有共同的资源时，用户设备进入等待队列，等待重新接入节点单元。

为实现上述目的，本发明还提供了一种协作节点单元选择装置，包括：信息获取装置，用于获取候选节点单元的信号状态信息；参数选择装置，用于选择信号状态信息中的单一或多个性能参数作为性能指标；单一性能参数排序装置，用于当选择单一性能参数作为性能指标，则直接根据所述单一性能参数对所述候选节点进行排序；综合性能指标计算装置，用于当选择多个性能参数作为性能指标时，根据所述多个性能参数计算所述候选节点单元的综合性能指标；综合性能指标排序装置，用于当选择多个性能参数作为性能指标时根据所述候选节点单元的综合性能指标对所述候选节点进行排序；和节点选择装置，用于根据排序结果从所述候选节点单元中选择协作节点单元。

进一步的，所述综合性能指标计算装置包括：映射装置，用于将所述候选节点单元的性能参数按照优劣程度映射到公共的标度区间范围内；和多目标优化装置，用于根据所述公共的标度区间范围，计算所述候选节点单元的所述综合性能指标。

根据本发明的一个实施例，协作节点单元选择装置还包括：比较装置，用于在协作传输的过程中，比较协作传输前和协作传输中所述协作节点单元的性能指标；和重选装置，用于当所述协作节点单元在协作中的性能指标不优于协作之前的性能指标时，重新选择参与协作传输的节点单元。

基于上述技术方案，本发明针对协作传输***中的节点单元选择问题，通过综合考虑用户的需求和候选协作节点的各种信号状态信息，采用多目标参数优化准则，根据统一度量的标度区间为各候选的节点单元设置优先级，以此为依据为用户设备选择协作节点单元。这样，不仅优化了协作传输节点单元的选择方式，改善了为用户提供的服务质量，还提高了***性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步解释，构成本发明的一部分。本发明的示意性实施例及其说明仅用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的应用场景的示意图。

图2是根据本发明实施例的协作节点单元选择方法的流程图。

图3是根据本发明实施例的多性能参数统一标度示意图。

图4是根据本发明实施例的多性能参数层次分析方法的流程图。

图5是根据本发明实施例的协作节点单元选择装置的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更详细的描述，其中说明本发明的示例性实施例。

为了满足LTE-Advanced(Long Term Evolution，长期演进)***对小区边缘性能的要求，3GPP组织提出了协作多点传输技术。协作多点传输技术可以分为两类：其一为协作调度和波束赋型，其二为联合处理。其中协作调度是指协作小区基于共享的信道信息对用户、无线资源、波束等进行协作调度，进而抑制小区间干扰；联合处理是指多个协作小区共享用户数据信息并使用相同的资源联合给用户提供服务，从而提高小区边缘用户的性能。在具体的场景中，eNB(基站)和UE(userequipment，用户设备)通过协作调度，传送分集，以及预编码等技术进行协作传输。

图1是根据本发明实施例的应用场景100的示意图。如图1所示，协作多点传输中的节点单元包括BBU(based band unit，基带处理单元)和RRU(remote radio unit，远端无线单元)两部分。其中，BBU控制和处理由RRU反馈的用户信息和数据流，同时不同BBU之间也进行部分或全部用户状态、信令、信道等信息的交互。各个BBU通过骨干光纤彼此相连，构成协作传输中的环状网格，称作一级节点单元，记作超小区。此外，每个BBU与数个RRU通过光纤直接相连。相应地，该BBU可称为父节点，单个RRU可称为子节点，并且所有父节点和子节点构成树根状散射结构，各个不同的RRU统称为协作传输中的二级节点单元。RRU负责接收和处理来自UE的数据信息以及进行部分信令的交互工作。各个RRU单元的无线信号覆盖独立的地理区域，构成各自的二级小区，记作微小区。

为用户选择协作小区的过程实质就是如何选择合适的协作节点单元为用户服务的过程。如图1所示，假设用户设备(UE1)需要选择RRU进行协作多点传输。用户设备(UE1)周围分布着RRU1、RRU2、RRU3、RRU5。在一个实施例中，可以以UE1当前正连接的RRU为主控节点，比如RRU3为主控RRU。那么，RRU1、RRU2、RRU5就可以构成候选节点集。RRU3或UE1可以从候选节点集中选择协作RRU。

图2是根据本发明实施例的协作节点单元选择方法200的流程图。在一个实施例中，当用户设备需要选择节点单元进行协作多点传输时可以根据节点单元选择方法200进行选择。其中，节点单元可以是RRU，也可以是eNB等其它为用户设备提供空中接口传输服务的节点单元。

在步骤202中，获取候选节点单元的信号状态信息。用户设备首先向主控节点发起协作节点单元选择请求，并启动用户测量运算单元。用户测量运算单元按照主控节点控制器的指令测量当前节点和候选协作节点。用户设备或主控节点单元可以据此获得来自各候选的节点单元的信号状态信息。在一个实施例中，主控节点单元可以通过用户设备根据测量到的各候选节点单元的信号状态信息反馈的测量结果获取到各候选节点单元的信号状态信息。在另一个实施例中，各候选节点单元可以利用上下行信道关系估计算出用户设备接收到的信号状态信息。主控节点单元可以通过各候选节点单元的反馈信息获取到各候选节点单元的信号状态信息。在进一步的实施例中，各候选节点单元可以将当前的***资源状态返回给主控节点单元。

其中，信号状态信息可以为通信***中各类性能指标参量的表现形式，如传输速率，误码率，误块率，丢包率，阻塞率，掉话率，吞吐量，时延，信干噪比，导频信号强度，信道状态指示(CSI)，信道质量指示(CQI)，功率，信道数，业务负荷等内容。

在步骤204中，选择信号状态信息中的单一或多个性能参数作为性能指标。在一个实施例中，对于候选节点单元，可以仅以单一的性能参数作为选择其的考察对象。在另一个实施例中，也可以以候选节点单元的多个性能参数作为综合考察其优劣程度的考察对象。

对于选择多个性能参数作为性能指标，在步骤206中，根据候选节点单元的多个性能参数计算候选节点单元的综合性能指标。根据各候选节点单元信号状态信息，主控节点单元能够按照多目标参数优化准则分别计算各候选节点的综合性能指标。多目标参数优化准则是将各类实际性能参数按照优劣程度映射到公共的标度区间范围内，如图3中多性能参数统一标度示意图300所示。根据多目标参数优化准则，可以计算统一度量后的映射区间值，借助多目标优化方法获得某个节点的综合性能指标值。

多目标优化方法的基本计算步骤具体为：计算映射后的各项性能参数的标准差；建立评价矩阵，并检验评价矩阵的一致性；迭代计算各项性能参数的综合权重；计算节点单元综合性能指标大小。

多目标优化方法包括层次分析法、模糊层次分析法、主成分分析法、灰度分析法、递归迭代优化法等优化算法，还包括数值大小比较等通用方法。

例如，模糊层次分析法在层次分析法中引入非结构性决策模糊集分析理论，改进了层次分析法判断矩阵构造主观性强和一致性不易检验等缺点，其余计算步骤与层次分析法的步骤基本相同。主成分分析法中的主成分分析也称主分量分析，旨在利用降维的思想，采用数学变换的方法将多指标转化为少数几个综合指标，将给定的一组相关变量通过线性变换转成另一组不相关的变量，并将这些新的变量按照方差依次递减的顺序排列。主成分分析法的主要分析步骤包括：数据标准化；计算相关系数矩阵；待分析量的正交变换；计算特征值，并计算各特征值对应的特征向量；计算每个特征值所占的比重；根据特征根及其特征向量分析判断。数值大小比较方法包括各类性能参数大小、高低、强弱的直接比较，例如信干噪比的数值大小，吞吐量的大小，阻塞率的高低，导频信号的强弱等。

特别说明的是，当仅考虑一项性能指标时，多目标优化算法可以演变成单目标优化算法，包括数值大小比较等通用方法。

在一个实施例中，用户设备和节点单元的各项性能指标{s₁，s₂，...s_n}可以按QoE(quality of experience，体验质量)优劣程度被划分为不同的级别，并依据不等的级差映射为对应的统一标度区间<a₁，b₁>，<a₁，b₂>，...<a_n，b_n>，然后将各项指标的实际值映射到对应的标度区间内，并计算对应的隶属度，即映射后的区间值。

例如，设第i个节点单元的第j个评价指标取值范围为V_ij，且V_ij＝<a_ij，b_ij>。其中<a_ij，b_ij>为开区间，闭区间，或半开半闭区间之一。如表1所示，在本实施例中，将节点单元的各项性能指标按QoE优劣程度划分为五级，即一级，二级，三级，四级，五级，并依据不等的级差(1至9以内)划分为对应的标度区间：<7.5，9>，<6，7.5>，<4，6>，<2.5，4>，<1，2.5>。另外，根据工程中小区各项性能指标优劣程度的经验值范围，将各经验值范围划分到对应的QoE区间范围内。

表1

考虑到用户自身因业务的差异而对节点性能参数的重视程度不一，可对各节点的性能参数进行加权。表2所示为各节点单元的各项指标实际性能参数值，且初始状态下各性能参数取相同的加权系数1。

实际参数	加权系数	节点1	节点2	节点3
					导频信号强度	1	-87	-70	-100
可用功率	1	5.5	0.47	3.5
					可用信道资源	1	5	10	15
业务负荷	1	0.31	0.61	0.10
					SIR值	1	-5.7	-13	-15
阻塞率	1	0.40	0.70	0.30
					平均吞吐量	1	145.8	362.5	229
误块率BLER	1	0.04	0.02	0.1

表2

在表2所列的各节点实际性能值基础上，查询表1，找到与之相对应的性能评价映射区间。通过一一映射关系，将实际值转换为实际区间范围，如表3所示。

实际参数	加权系数	节点1	节点2	节点3
					导频信号强度	1	<6，7.5>	<7.5，9>	<2.5，4>
可用功率	1	<6，7.5>	<1，2.5>	<4，6>
					可用信道资源	1	<4，6>	<6，7.5>	<7.5，9>
业务负荷	1	<7.5，9>	<6，7.5>	<7.5，9>
					SIR值	1	<7.5，9>	<4，6>	<2.5，4>
阻塞率	1	<6，7.5>	<2.5，4>	<6，7.5>
					平均吞吐量	1	<1，2.5>	<7.5，9>	<2.5，4>
误块率BLER	1	<4，6>	<6，7.5>	<1，2.5>

表3

在上述分析的基础上，采用多目标优化方法确定综合性能指标大小。例如，多目标优化方法中的层次分析法，其具体描述参见下文中对于图4的描述。

在步骤208中，当需要综合多性能参数时，根据候选节点单元的综合性能指标，对候选节点进行排序，或者当需要单一性能参数时，根据单一性能参数对候选节点进行排序。在一个实施例中，当需要综合考虑多性能参数时，主控节点单元依据各候选节点的综合性能指标大小为候选节点集中的各节点排序。在获得所有候选节点的综合性能指标值的集合后，主控节点单元可以将集合内的元素按照数值大小从大到小依次排序。数值越大，候选节点越优。

对于选择单一性能参数作为性能指标，在步骤216中，根据单一性能参数对候选节点进行排序。当仅考虑单一性能参数时，候选集中节点单元的排序依照单一参数性能优劣程度设置优先级。比如，可以依据用户设备接收到的各节点单元导频信号强度进行优化。导频信号越强，其优先程度越高。可以依据用户设备接收到的各节点单元的信干噪比进行优化。信干噪比越强，其优先程度越高。还可以依据用户设备接收到的各节点单元的信道状态指示等优化。信道状态指示越高，其优先程度越高。

在步骤210中，根据排序结果从候选节点单元中选择协作节点单元。主控节点单元或用户根据排序结果依次选择候选节点集中的节点单元作为其协作的节点单元，数目从单到多，逐步递增。在一个实施例中，主控节点单元可以根据用户设备反馈的状态信息和各节点单元的当前***状况(如负载，阻塞率，吞吐量等性能指标)的情况为用户设备选择协作节点单元。在另一个实施例中，主控节点单元也可以告知用户设备各候选节点当前性能情况，由用户设备综合自身状态信息判断并设置节点优先级顺序，由用户设备去选择协作节点。在进一步的实施例中，也可以综合考虑用户设备和网络双方的性能情况，由主控节点单元或用户设备来选择协作节点单元。

在确定了协作的节点单元之后，可以通过主控节点单元和协作节点单元为用户设备进行协作调度和联合处理。其实现方式包括全向传输、方向性传输、波束赋形、预编码等传输方法。

在协作传输的过程中比较协作传输前和协作传输中协作节点单元的性能指标，当协作节点单元在协作中的性能指标不优于协作之前的性能指标时，重新选择参与协作传输的节点单元。协作传输过程中的主控节点单元或用户设备可以根据性能表达式的计算结果来判断节点是否满足用户的需求。若新选择的节点在采用协作传输中，其性能表达式根据计算优于采用协作传输之前的性能表达式计算结果，则该选择为当前较优的节点单元选择。若新选择的节点在采用协作传输中，其根据性能表达式计算得到的结果差于或等于协作传输之前，则返回步骤206或216，重新选择新的协作节点单元。

性能表达式可以为通信***中各类性能指标参量的表现形式。设U⁺为协作后的用户性能表达式，U^-为协作前的性能表达式，β为成本因子；＞表示性能优于，≤表示性能差于或等于。

U⁺＞(1+β)U^-    (1)

U⁺≤(1+β)U^-   (2)

若U⁺和U^-满足(1)式，则该候选节点单元符合协作要求；若U⁺和U^-满足(2)式，则该候选节点单元不符合协作要求。特别地，当β取零时表示此时不考虑成本代价。

性能表达式中的性能参数的选择可以以用户设备相关指标或者网络相关指标为依据，也可以综合考虑用户设备和网络双方，特别是用户设备反馈的状态信息和各节点单元的当前***状况(如负载、阻塞率、吞吐量等)的情况来设定。

例如，选择用户设备数据速率R^-和R⁺作为性能比较参数。其中R^-为用户设备协作前的数据速率，R⁺为用户设备协作后的数据速率。由公式(1)和(2)的参数具体化可演绎得到公式

R⁺＞(1+β)R^-    (13)

R⁺≤(1+β)R^-    (14)

若R^-和R⁺满足(13)式，则该用户设备选择该协作节点；若R^-和R⁺满足(14)式，则该用户设备需要继续添加新的协作节点单元。

成本因子的取值与节点单元在协作后相对协作前所作的性能付出有关，可以为某个***资源的减少率，如节点的功率资源，载波资源，信道资源，负载，阻塞率，吞吐量等。具体地，成本因子β取值示例如下：

按照功率减少率定义，成本因子 $\mathrm{\&beta;}=\frac{P^{-}-P^{+}}{P^{-}},$ 其中P^-为被选节点在协作前的功率，P⁺为被选节点在协作后的功率。

按照载波减少率定义，成本因子 $\mathrm{\&beta;}=\frac{N^{-}-N^{+}}{N^{-}},$ 其中N^-为被选节点在协作前的载波数，N⁺为被选节点在协作后的载波数。

此外，若选中的协作节点单元无空闲资源时，用户设备进入等待队列，等待重新选择接入节点，即返回步骤202；若当前协作节点单元的数量达到***允许的服务节点单元数量时仍不能满足用户设备的传输速率要求，用户设备进入等待队列，等待重新接入节点单元，即返回步骤202；若新选中的服务节点单元与之前已有的服务节点单元之间没有共同的资源时，用户设备进入等待队列，等待重新接入节点单元，即返回步骤202。

特别指出的是，任何建立在式(1)和式(2)基础上数学替换或更改，其本质仍为采用协作前和采用协作后的增益和成本制约关系的表现形式，均包含在本专利范围之内。

图4是根据本发明实施例的多性能参数层次分析方法400的流程图。

在步骤402中，计算各节点性能参数对应的隶属度。设第i个节点单元的第j个性能指标的隶属度(映射后的实际值)为v_ij，其数值等于当前评价指标的参数区间和与该评价指标内对应参数值域和的比值，满足下式：

$v_{\mathrm{ij}}=\frac{a_{\mathrm{ij}}+b_{\mathrm{ij}}}{\max [a_{1j},...,a_{\mathrm{nj}}]+\max [b_{1j},...,b_{\mathrm{nj}}]}---\left(3\right)$

在步骤404中，建立层次分析矩阵。首先计算各项指标隶属度的标准差：

$s_j=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(v_{\mathrm{ij}}-{\stackrel{\&OverBar;}{v}}_j)}^2}---\left(4\right)$

根据表达式(4)，可以得出s_i的表达式如下：

$s_i=\sqrt{\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{(v_{\mathrm{ji}}-\stackrel{\&OverBar;}{v_i})}^2}$

其中v_j为样本第j个指标的均值，在此基础上计算判断矩阵D＝(d_ij)_m×n，其中：

$d_{\mathrm{ij}}=\frac{s_i}{s_i+s_j}---\left(5\right)$

按照(3)式计算上文中表3所列实际值区间的隶属度以及按照(4)式计算各节点所对应的性能参数标准差，如表4所示。

实际参数	节点1	节点2	节点3	标准差
					导频信号强度	0.818	1.000	0.394	0.2539

可用功率	0.818	0.259	0.606	0.2304
					可用信道资源	0.606	0.818	1.000	0.1610
业务负荷	1.000	0.818	1.000	0.0858
					SIR值	1.000	0.606	0.394	0.2511
阻塞率	0.818	0.394	0.818	0.1999
					平均吞吐量	0.259	1.000	0.394	0.3222
误块率BLER	0.606	0.818	0.259	0.2304

表4

根据标准差，按照(5)式构造判断矩阵如下：

$\left[\begin{array}{cccccccc}0.5& 0.524& 0.612& 0.747& 0.503& 0.560& 0.441& 0.524\\ 0.476& 0.5& 0.589& 0.729& 0.479& 0.535& 0.417& 0.500\\ 0.388& 0.411& 0.5& 0.652& 0.391& 0.446& 0.333& 0.411\\ 0.253& 0.271& 0.348& 0.5& 0.255& 0.300& 0.210& 0.271\\ 0.497& 0.522& 0.609& 0.745& 0.5& 0.557& 0.438& 0.522\\ 0.441& 0.465& 0.554& 0.700& 0.443& 0.5& 0.383& 0.465\\ 0.559& 0.583& 0.667& 0.790& 0.562& 0.617& 0.5& 0.583\\ 0.476& 0.500& 0.589& 0.729& 0.479& 0.535& 0.417& 0.5\end{array}\right]$

在步骤406中，检验判断矩阵的一致性。根据下式判断该判断矩阵是否满足加性一致性条件：

$\mathrm{\&rho;}=\frac{1}{m(m-1)(m-2)}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j=i\&NotEqual;1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{\stackrel{k=1}{k\&NotEqual;i,j}}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}|d_{\mathrm{ij}}-(d_{\mathrm{ik}}+d_{\mathrm{kj}}-\frac{1}{2})|---\left(6\right)$

当ρ＜0.1时，认为D具有满意的一致性；否则根据经验及性能优劣成都重新调整D，直到满足ρ＜0.1。由ρ＝0.0026＜0.1可知，该一致性条件成立，从而说明所建立的判断矩阵符合要求。

在步骤408中，计算综合权重。

设置判断矩阵的初始迭代向量w⁽⁰⁾

$w^{\left(0\right)}=({\mathrm{\&omega;}}_1,{\mathrm{\&omega;}}_2,...,{\mathrm{\&omega;}}_n)=\frac{1}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{\mathrm{ij}}}(\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{1j},\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{2j},...,\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{d}_{\mathrm{nj}})---\left(7\right)$

开始迭代进程，迭代方程如下：

w^(k+1)＝D·w^(k)    (8)

|‖w^(k+1)‖_∞-‖w^(k)‖_∞|≤ε是否成立，其中

${\left|\right|w^{\left(k\right)}\left|\right|}_{\&infin;}=\underset{i}{\max }\left|{\mathrm{\&omega;}}_i^{\left(k\right)}\right|,{\left|\right|w^{(k+1)}\left|\right|}_{\&infin;}=\underset{i}{\max }\left|{\mathrm{\&omega;}}_i^{(k+1)}\right|---\left(9\right)$

若不成立，按下式更新k次迭代后的w^(k)，再返回8)

$w^{\left(k\right)}=\frac{w^{(k+1)}}{{\left|\right|w^{(k+1)}\left|\right|}_{\&infin;}}=\frac{1}{\underset{i}{\max }\left|{\mathrm{\&omega;}}_i^{(k+1)}\right|}({\mathrm{\&omega;}}_1^{(k+1)},{\mathrm{\&omega;}}_2^{(k+1)},...,{\mathrm{\&omega;}}_n^{(k+1)})---\left(10\right)$

若成立，对w^(k+1)进行归一化得w^(k+1)，即为评价对象综合权重

${\stackrel{\&OverBar;}{w}}^{(k+1)}=\frac{w^{(k+1)}}{{\left|\right|w^{(k+1)}\left|\right|}_1}=\frac{1}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\left|{\mathrm{\&omega;}}_i^{(k+1)}\right|}({\mathrm{\&omega;}}_1^{(k+1)},{\mathrm{\&omega;}}_2^{(k+1)},...,{\mathrm{\&omega;}}_n^{(k+1)})$

$=({\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&omega;}}}_1^{(k+1)},{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&omega;}}}_2^{(k+1)},...,{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&omega;}}}_n^{(k+1)})---\left(11\right)$

输出w^(k+1)，迭代中止。迭代中止后的权重向量如下：

w＝[0.904，0.864，0.717，0.482，0.899，0.805，1.000，0.864]

在步骤410中，计算综合性能指标。

第i个节点单元的综合性能指标f(i)等于相应的综合权重ω_j ^(k+1)与相应的相对隶属度v_ij之积，再全部求和，表达式如下：

$f\left(i\right)=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&omega;}}}_j^{(k+1)}{v}_{\mathrm{ij}}---\left(12\right)$

从而可以得到所有节点单元的总综合性能指标集F＝{f(1)，f(2)，...，f(n)}。集合F内的元素f(i)越大，则第i个节点单元越优。

图5是根据本发明实施例的协作节点单元选择装置500的示意图。协作节点单元选择装置500包括信息获取装置502、参数选择装置503、综合性能计算装置504、综合性能排序装置505、单一性能排序装置506和节点选择装置508。

其中，信息获取装置502用于获取候选节点单元的信号状态信息。

参数选择装置503用于选择信号状态信息中的单一或多个性能参数作为性能指标。

对于选择多个性能参数作为性能指标，综合性能计算装置504用于根据多个性能参数计算候选节点单元的综合性能指标。综合性能指标计算装置504还包括映射装置12和多目标优化装置14。映射装置12用于将候选节点单元的性能参数按照优劣程度映射到公共的标度区间范围内。多目标优化装置14用于根据公共的标度区间范围，计算候选节点单元的综合性能指标。综合性能排序装置505用于根据候选节点单元的综合性能指标，对候选节点进行排序。

对于选择单一性能参数作为性能指标，单一性能排序装置506用于根据单一性能参数对候选节点进行排序。

节点选择装置508用于根据排序结果从候选节点单元中选择协作节点单元。

协作节点单元选择装置500还包括比较装置512和重选装置514。比较装置512用于在协作传输的过程中比较协作传输前和协作传输中协作节点单元的性能指标。

重选装置514用于当协作节点单元在协作中的性能指标不优于协作之前的性能指标时，重新选择参与协作传输的节点单元

协作节点单元选择装置500针对协作传输***中的节点单元选择问题，通过综合考虑用户设备的需求和候选节点单元的各种信号状态信息，采用多目标参数优化准则，根据统一度量的标度区间为各候选的节点单元设置优先级，以此为依据为用户设备选择协作节点单元。这样，不仅优化了协作传输节点单元的选择方式，改善了为用户提供的服务质量，还提高了***性能。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种协作节点单元选择方法，其特征在于，包括：

获取候选节点单元的信号状态信息；

选择信号状态信息中的单一或多个性能参数作为性能指标；

对于选择单一性能参数作为性能指标，则直接根据所述单一性能参数对所述候选节点单元进行排序；

对于选择多个性能参数作为性能指标，则根据所述多个性能参数计算所述候选节点单元的综合性能指标，并根据所述候选节点单元的综合性能指标对所述候选节点单元进行排序；和

根据排序结果从所述候选节点单元中选择协作节点单元；

其中，所述计算所述候选节点单元的综合性能指标包括：

将所述候选节点单元的性能参数按照优劣程度映射到公共的标度区间范围内；和

根据所述公共的标度区间范围，利用多目标优化方法计算所述候选节点单元的所述综合性能指标。

2.根据权利要求1所述的协作节点单元选择方法，其中，所述利用多目标优化方法计算所述候选节点单元的所述综合性能指标包括：

根据所述公共的标度区间范围，计算所述性能参数的标准差；

根据所述标准差，建立评价矩阵，并检验所述评价矩阵的一致性；

满足一致性条件时，根据所述评价矩阵计算所述性能参数的综合权重；和

根据所述综合权重和隶属度计算所述候选节点单元的所述综合性能指标。

3.根据权利要求1所述的协作节点单元选择方法，其特征在于，还包括：

在协作传输的过程中，比较协作传输前和协作传输中所述协作节点单元的性能指标；和

当所述协作节点单元在协作中的性能指标不优于协作之前的性能指标时，重新选择参与协作传输的节点单元。

4.根据权利要求3所述的节点单元选择方法，其特征在于，所述比较协作前和协作传输中所述协作节点单元的性能指标包括：利用性能表达式U⁺≤(1+β)U^-对协作前后的所述协作节点单元的性能指标进行比较，当满足性能表达式时，重新选择参与协作传输的节点单元，其中U⁺为协作后的性能表达式，U^-为协作前的性能表达式，β为成本因子。

5.根据权利要求1所述的协作节点单元选择方法，其特征在于，所述获取候选节点单元的信号状态信息包括：

获取用户设备测量并反馈的所述候选节点单元的所述信号状态信息；

获取所述候选节点单元反馈的利用上下行信道关系计算出的用户设备接收到的所述信号状态信息；或

获取所述候选节点单元返回的所述候选节点单元当前的信号状态信息。

6.根据权利要求1所述的协作节点单元选择方法，其特征在于，所述根据排序结果从所述候选节点单元中选择协作节点单元包括：

由主控节点单元根据用户设备反馈的所述信号状态信息和所述候选节点单元的当前***状况为所述用户设备选择协作节点单元；

所述用户设备根据所述主控节点单元告知的所述候选节点单元当前的性能情况和自身状态信息选择所述协作节点单元；或

综合用户设备和网络的性能情况，由所述主控节点单元或所述用户设备选择协作节点单元。

7.根据权利要求1所述的协作节点单元选择方法，其特征在于，还包括：

当选中的协作节点单元无空闲资源时，用户设备进入等待队列，等待重新选择接入节点；

当前协作节点单元的数量达到***允许的服务节点单元数量，仍不能满足用户设备的传输速率要求时，用户设备进入等待队列，等待重新接入节点单元；或

当新选中的协作节点单元与之前已有的协作节点单元之间没有共同的资源时，用户设备进入等待队列，等待重新接入节点单元。

8.一种协作节点单元选择装置，其特征在于，包括：

信息获取装置，用于获取候选节点单元的信号状态信息；

参数选择装置，用于选择信号状态信息中的单一或多个性能参数作为性能指标；

单一性能排序装置，用于当选择单一性能参数作为性能指标，则直接根据所述单一性能参数对所述候选节点单元进行排序；

综合性能计算装置，用于当选择多个性能参数作为性能指标时，根据所述多个性能参数计算所述候选节点单元的综合性能指标；

综合性能排序装置，用于当选择多个性能参数作为性能指标时根据所述候选节点单元的综合性能指标对所述候选节点单元进行排序；和

节点选择装置，用于根据排序结果从所述候选节点单元中选择协作节点单元；

其中，所述综合性能计算装置包括：

映射装置，用于将所述候选节点单元的性能参数按照优劣程度映射到公共的标度区间范围内；和

多目标优化装置，用于根据所述公共的标度区间范围，计算所述候选节点单元的所述综合性能指标。

9.根据权利要求8所述的节点单元选择装置，其特征在于，还包括：

比较装置，用于在协作传输的过程中，比较协作传输前和协作传输中所述协作节点单元的性能指标；和

重选装置，用于当所述协作节点单元在协作中的性能指标不优于协作之前的性能指标时，重新选择参与协作传输的节点单元。

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