(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103974266 A(43)申请公布日 2014.08.06
(21)申请号 201310043334.2(22)申请日 2013.02.04
(71)申请人华为技术有限公司
地址518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为
总部办公楼(72)发明人杨潢 谭雪松 吕林军 韩波(74)专利代理机构深圳市深佳知识产权代理事
务所(普通合伙) 44285
代理人唐华明(51)Int.Cl.
H04W 16/14(2009.01)H04W 16/26(2009.01)H04W 48/10(2009.01)
权利要求书9页 说明书34页 附图11页权利要求书9页 说明书34页 附图11页
()发明名称
一种中继传输的方法、设备及系统(57)摘要
本发明公开了一种中继传输的方法，包括：宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，微网络节点确定要给提供中继服务的至少一个用户设备；宏网络节点从至少一个微网络节点中为每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据，并占用除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。本发明实施例提供的方案可以提高了数据传输的速率提高了频谱资源的利用率。CN 103974266 ACN 103974266 A
权 利 要 求 书
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1.一种中继传输的方法，其特征在于，包括：
将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；
接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
0≤γk,i≤γi，m，ax≤1和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk，当微网络节点CUki表示，请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γi,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；
和
分别表示CUk转发PTi下行数据的传输速率和发射功率；
表示CUk与PTi之间的无线信道衰落系数；
和
分别表示CUk传
输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；
表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据
通信业务所要求的最低数据传输速率，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下
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的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
Xk,i≤Bk,i和
其中，
表示宏网络节点PB直接向用户设备PTi传输下行数
表示PB与PTi之间的无线信道衰落系数；N0表
据的速率；PPB表示PB的广播发射功率；
示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PB通过直接传输和协作中继传输向PTi传输下行数据所能获得的总传输速率；γk,i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk，当微网络节点CUki表示，请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γi，max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；
和
分别表示CUk转发PTi下行数据的传输速率和发射功率；
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和
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表示PTi与CUk之间的无线信道衰落系数；分别表示CUk传
输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；
表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据
通信业务所要求的最低数据传输速率，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
Xk，i≤Bk,i和
其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下行数据所能获得的总传输速率；γk，i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk，其他情况，Xk，i=1，i=0。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示：
和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk，i表示，当微网络节
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点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
和
分别表示CUk转发PTi
下行数据的传输速率和发射功率；发送下行数据的传输速率和发射功率；示各条无线信道上的平均噪声功率；
和
分别表示PTi向CUk
表示PTi向CUk之间的无线信道衰落系数；N0表表示UEi下行数据所要求的最低传输速率；以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示：
Xk,i≤Bk,i和
其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下行数当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，据所能获得的总传输速率；γk，i表示，
该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk，其他情况，Xk，i=1，i=0。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
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其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk,i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
和
分别表示CUk转发PTi控制平
面下行数据的传输速率和发射功率；
发PTi业务平面下行数据的传输速率和发射功率；系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；最低传输速率；以及
和
分别表示CUk转
表示PTi与CUk之间的无线信道衰落表示PTi业务平面下行数据所要求的
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
Xk,i≤Bk,i和
其中
表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下行数
据所能获得的总传输速率；γk，i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业
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务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；
和
分别表示CUk转发PTi业务平面下行数据的传输速率
和发射功率；
的传输速率和发射功率；道上的平均噪声功率；射速率；
和
和
分别表示CUk转发PTi控制平面下行数据
表示PTi与CUk之间的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信和
分别表示CUk传输下行业务平面数据的最低和最高发
分别表示CUk传输下行控制平面数据的最低和最高发射速率；以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
和Xk,i≤Bk，i，
其中，
宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下行数据
表示宏网络节点PB向用户设备PTi直接传输控制平面下行
所能获得的总传输速率；
数据的传输速率；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk，其他情况，Xk，i=1，i=0。
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12.一种中继传输的方法，其特征在于，包括：获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；
根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；
向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；
接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述方法还包括：
通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk,i和14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述方法还包括：
通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk,i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk,i和15.一种网络节点设备，其特征在于，包括：广播单元，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；
第一接收单元，用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
选择单元，用于根据所述第一接收单元接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为
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所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；
第一发送单元，用于将所述选择单元选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
16.一种网络节点设备，其特征在于，包括：获取单元，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；
确定单元，用于根据所述获取单元获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；
第二发送单元，用于在所述确定单元确定要提供中继服务的至少一个用户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；
第二接收单元，用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；
所述第二发送单元，还用于根据所述第二接收单元接收到的时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
17.根据权利要求16所述的网络节点设备，其特征在于，所述获取单元，还用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk，i和
18.根据权利要求16所述的网络节点设备，其特征在于，
所述获取单元，还用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk,i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk，i和
19.一种中继通信系统，其特征在于，包括：宏网络节点设备、微网络节点设备和用户设备；
所述宏网络节点设备为上述权利要求15所述的网络节点设备；
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权 利 要 求 书
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所述微网络节点设备为上述权利要求16~18任意一项所述的网络节点设备。
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说 明 书
一种中继传输的方法、设备及系统
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技术领域
[0001]
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种中继传输的方法、设备及系统。。
背景技术
随着近年来智能终端的日益丰富，移动互联网迅猛发展，无线服务数据流量和信
令数量的陡增对无线通信网络的冲击前所未有，这使得“频谱”和“站点”从未像现在这样成为左右无线网络未来发展的关键要素。而构建立体分层异构网络（heterogeneous network，HetNet）则是解决这一问题的主要途径。具体地说，在传统的宏基站网络中，通过布放大量低功率的微基站等接入点以形成低功率的节点层，大量重用系统已有的频谱资源和实现用户设备的就近接入，来满足热点地区对无线通信容量的需求。例如，微基站作为一种低功率的小型基站，可以工作在与宏基站相同的频段上，并通过无线或者有线的方式接入到运营商提供的网络。通过微基站可以显著提升用户设备的室内覆盖、系统容量和服务质量，同时减少运营成本。
[0002]
然而，当多种类型的微基站被部署在宏基站所覆盖的网络中时，微基站之间以及微基站与宏基站之间会因为共享有限的授权频谱资源而存在彼此干扰，而且在宏基站与微基站构成的异构网络中数据传输速率低、频谱资源的利用率低。
[0003]
发明内容
本发明实施例提供一种中继传输的方法，可以提高数据的传输速率，提高频谱资源的利用率。本发明实施例还提供了相应的设备及系统。[0005] 本发明第一方面提供一种中继传输的方法，包括：
[0006] 将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；
[0007] 接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
[0008] 根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
[0004]
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆
盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输
[0009]
11
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说 明 书
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速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0010] [0011] [0012]
s.t.
0≤γk,i≤γi,max≤1和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk，当微网络节i表示，点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γi,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；
和
分别表示CUk转发PTi下行数据的传输速率和发射功
率；表示CUk与PTi之间的无线信道衰落系数；
和
分别表示CUk
传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；
表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数
据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。[0014] 结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0013] [0015] [0016]
s.t.其中，
Xk，i≤Bk,i和
表示宏网络节点PB直接向用户设备PTi传输下
表示PB与PTi之间的无线信道衰落系数；
[0017]
行数据的速率；PPB表示PB的广播发射功率；
N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PB通过直接传输和协作中继传输向PTi传当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继输下行数据所能获得的总传输速率；γk，i表示，传输时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作
γi表示中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；
由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设
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说 明 书
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备的数据的子时隙长度，以及
[0018] [0019]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。[0021] 结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0020] [0022] [0023] [0024]
s.t.
和0≤γk,i≤γi,max≤1,
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk，当微网络节i表示，
点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γi,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；
和
分别表示CUk转发PTi下行数据的传输速率和发射功
率；表示PTi与CUk之间的无线信道衰落系数；
和
分别表示CUk
传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；
表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数
据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。[0026] 结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0025] [0027] [0028] [0029]
s.t.
Xk,i≤Bk,i和
其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下
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行数据所能获得的总传输速率；γk，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输i表示，时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
[0030] [0031]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。[0033] 结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示：
[0032] [0034] [0035] [0036]
s.t.
和0≤γk，i≤γi,max≤1,
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk,i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
和
分别表示CUk转发PTi
下行数据的传输速率和发射功率；发送下行数据的传输速率和发射功率；示各条无线信道上的平均噪声功率；
和
分别表示PTi向CUk
表示PTi向CUk之间的无线信道衰落系数；N0表表示UEi下行数据所要求的最低传输速率；以及
[0037] [0038]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示：
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CN 103974266 A[0039] [0040] [0041]
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s.t.
Xk,i≤Bk,i和
其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下
行数据所能获得的总传输速率；γk，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输i表示，时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
[0042] [0043]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk，其他情况，Xk，i=1，i=0。[0045] 结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0044] [0046] [0047] [0048]
s.t.
和0≤γk,i≤γi,max≤1,
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该
用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk,i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
和
分别表示CUk转发PTi
控制平面下行数据的传输速率和发射功率；
CUk转发PTi业务平面下行数据的传输速率和发射功率；道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；要求的最低传输速率；以及
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和分别表示
表示PTi与CUk之间的无线信表示PTi业务平面下行数据所
CN 103974266 A[0049]
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当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
[0050] 结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0051] [0052] [0053]
s.t.其中
Xk,i≤Bk,i和
表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下
行数据所能获得的总传输速率；γk,i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
[00] [0055]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。[0057] 结合第一方面，在第九种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0056] [0058] [0059] [0060]
s.t.和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；
和
分别表示CUk转发PTi业务平面下行数据的传输速率
和发射功率；
的传输速率和发射功率；
和
分别表示CUk转发PTi控制平面下行数据
表示PTi与CUk之间的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信
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和
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道上的平均噪声功率；射速率；
和
分别表示CUk传输下行业务平面数据的最低和最高发
分别表示CUk传输下行控制平面数据的最低和最高发射速率；以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。
[0062] 结合第一方面，在第十种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0061] [0063] [00] [0065]
s.t.其中，
和Xk,i≤Bk，i，
宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下行
表示宏网络节点PB向用户设备PTi直接传输控制平面
数据所能获得的总传输速率；
当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传下行数据的传输速率；βi表示，输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度以及
[0066] [0067]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。[0069] 本发明第二方面提供一种中继传输的方法，包括：[0070] 获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；
[0071] 根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；
[0072] 向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；
[0073] 接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；
[0074] 根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述
[0068]
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宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。[0075] 结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述方法还包括：
[0076] 通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
[0077]
向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk，i
和
结合第二方面，在第二种可能的实现方式中，当所述宏网络节点和所述宏网络节
点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述方法还包括：
[0079] 通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk,i和
[0078]
CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
[0080]
向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk,i
和
本发明第三方面提供一种网络节点设备，包括：
[0082] 广播单元，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；[0083] 第一接收单元，用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；[0084] 选择单元，用于根据所述第一接收单元接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；[0085] 第一发送单元，用于将所述选择单元选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。[0086] 本发明第四方面提供一种网络节点设备，包括：[0087] 获取单元，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；[0088] 确定单元，用于根据所述获取单元获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；[00] 第二发送单元，用于在所述确定单元确定要提供中继服务的至少一个用户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务
[0081]
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外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；[0090] 第二接收单元，用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；
所述第二发送单元，还用于根据所述第二接收单元接收到的时隙资源分配策略为
对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
[0092] 结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，[0093] 所述获取单元，还用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发
[0091]
射功率
[0094]
所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继
协作请求中所述最新的γk,i和
结合第四方面，在第二种可能的实现方式中，[0096] 所述获取单元，还用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk,i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发
[0095]
射功率
[0097]
所述第二发送单元，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继
协作请求中所述最新的γk，i和
本发明第五方面提供一种中继通信系统，包括：宏网络节点设备、微网络节点设备
和用户设备；
[0099] 所述宏网络节点设备为上述技术方案所述的网络节点设备；[0100] 所述微网络节点设备为上述技术方案所述的网络节点设备。
[0101] 本发明实施例采用宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长
[0098]
度；根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络
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节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术中宏基站与微基站构成的异构网络中数据传输相比，本发明实施例中微网络节点可以作为宏网络节点与用户设备之间的中继节点，为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且微网络节点还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。
附图说明
[0102] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0103] 图1是本发明实施例中中继传输的方法的一实施例示意图；[0104] 图2是本发明实施例中中继传输的方法的另一实施例示意图；[0105] 图3是本发明实施例中应用场景的一实施例示意图；[0106] 图4是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；[0107] 图5是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；[0108] 图6是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；[0109] 图7是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；[0110] 图8是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；[0111] 图9是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；[0112] 图10是本发明实施例中应用场景的另一实施例示意图；[0113] 图11是本发明实施例中网络节点设备的一实施例示意图；[0114] 图12是本发明实施例中网络节点设备的另一实施例示意图；[0115] 图13是本发明实施例中网络节点设备的另一实施例示意图；[0116] 图14是本发明实施例中网络节点设备的另一实施例示意图；[0117] 图15是本发明实施例中系统的一实施例示意图。
具体实施方式
[0118] 本发明实施例提供一种中继传输的方法，可以提高数据的传输速率，提高频谱资源的利用率。本发明实施例还提供了相应的设备及系统。以下分别进行详细说明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0120] 参阅图1，本发明实施例提供的中继传输的方法的一实施例包括：[0121] 101、宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所
[0119]
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有用户设备中的至少一个用户设备。[0122] 本发明实施例中，微网络节点为用户设备提供中继服务，用户设备可以允许微网络节点在用户设备传输数据的时隙内，占用时隙内的部分时隙资源传输微网络节点自己要发送或者接收的数据。[0123] 102、宏网络节点接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度。[0124] 微网络节点向宏网络节点发送中继请求时，要将在用户设备通信时隙占用的子时隙资源的长度上报给宏网络节点，以便宏网络节点根据各个微网络节点上报上来的各微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度，确定由哪个微网络节点来为用户设备提供中继服务。
[0125] 如果有3个微网络节点愿意为一个用户设备提供中继服务，那么宏网络节点可以选择一个微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度最新的微网络节点来为该用户设备提供中继服务。[0126] 103、宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
[0127] 时隙资源分配策略可以包括在用户设备的通信时隙中第一个子时隙是宏网络节点向提供中继服务的微网络节点发送下行数据的子时隙、第二个子时隙是微网络节点向用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据的时隙，第三个子时隙是微网络节点发送自身数据的子时隙。
[0128] 本发明实施例采用宏网络节点将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术中宏基站与微基站构成的异构网络中数据传输相比，本发明实施例中微网络节点可以作为宏网络节点与用户设备之间的中继节点，为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且微网络节点还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。
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在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另
一实施例中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0130] [0131] [0132]
s.t.
0≤γk,i≤γi,max≤1和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该
用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk，当微网络节i表示，点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γi,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；
和
分别表示CUk转发PTi下行数据的传输速率和发射功
率；表示CUk与PTi之间的无线信道衰落系数；
和
分别表示CUk
传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；
表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数
据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。[0134] 本发明实施例中及下述的多个实施例中，下角标k和i都为变量，如果有N个微网络节点CU，那么k的取值可以从1到N，CUk表示第k个微网络节点，如果用户设备PT有M个，那么i的取值可以从1到M，PTi表示第i个用户设备。[0135] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保宏网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0133] [0136] [0137]
s.t.其中，
Xk,i≤Bk,i和
表示宏网络节点PB直接向用户设备PTi传输下
表示PB与PTi之间的无线信道衰落系数；
[0138]
行数据的速率；PPB表示PB的广播发射功率；
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N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；表示PB通过直接传输和协作中继传输向PTi传当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继输下行数据所能获得的总传输速率；γk，i表示，
传输时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
[0139] [0140]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当宏网络节点PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk，其他情况，Xk,i=0。i=1，[0142] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0141] [0143] [0144] [0145]
s.t.
和0≤γk,i≤γi,max≤1,
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该
用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk，当微网络节i表示，点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；γi,max表示宏网络节点PB所允许的提供中继服务的微网络节点在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据子时隙长度上限；
和
分别表示CUk转发PTi下行数据的传输速率和发射功
率；表示PTi与CUk之间的无线信道衰落系数；
和
分别表示CUk
传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的速率和发射功率；表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；
表示CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数
据通信业务所要求的最低数据传输速率，以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。[0147] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一
[0146]
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实施例中，所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0148] [0149] [0150]
s.t.
Xk,i≤Bk,i和
其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下
行数据所能获得的总传输速率；γk，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输i表示，时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
[0151] [0152]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk，其他情况，Xk，i=1，i=0。[01] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示：
[0153] [0155] [0156] [0157]
s.t.
和0≤γk,i≤γi,max≤1,
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该
用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk,i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；
和
分别表示CUk转发PTi
下行数据的传输速率和发射功率；发送下行数据的传输速率和发射功率；示各条无线信道上的平均噪声功率；
和
分别表示PTi向CUk
表示PTi向CUk之间的无线信道衰落系数；N0表表示UEi下行数据所要求的最低传输速率；以及
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当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk，其他情况，Bk，i=1，i=0。
[0159] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且覆盖
[0158]
下的每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏网络节点和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示：
[0160] [0161] [0162]
s.t.
Xk,i≤Bk,i和
其中，表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下
当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输行数据所能获得的总传输速率；γk，i表示，
时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
[0163] [01]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。[0166] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0165] [0167] [0168] [0169]
s.t.
和0≤γk,i≤γi,max≤1,
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γk,i表示，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务
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和
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外需占用的子时隙资源的长度；
分别表示CUk转发PTi
控制平面下行数据的传输速率和发射功率；
CUk转发PTi业务平面下行数据的传输速率和发射功率；道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功率；要求的最低传输速率；以及
和分别表示
表示PTi与CUk之间的无线信表示PTi业务平面下行数据所
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。[0171] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于同一个运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保整个运营网络的传输总速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0170] [0172] [0173] [0174]
s.t.其中
Xk,i≤Bk,i和
表示宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下
行数据所能获得的总传输速率；γk，当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输i表示，时，该微网络节点所要求的在PTi通信时隙内传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；γi表示由PB所确定的在PTi通信时隙内微网络节点传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据的子时隙长度，以及
[0175] [0176]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。[0178] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第一优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第一优化目标用公式表示为：
[0177]
26
CN 103974266 A[0179] [0180] [0181]
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s.t.和
其中，βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继
传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度；
和
分别表示CUk转发PTi业务平面下行数据的传输速率
和发射功率；
的传输速率和发射功率；道上的平均噪声功率；射速率；
和
和
分别表示CUk转发PTi控制平面下行数据
表示PTi与CUk之间的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信和
分别表示CUk传输下行业务平面数据的最低和最高发
分别表示CUk传输下行控制平面数据的最低和最高发射速率；以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。[0183] 在上述图1对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和覆盖下的所有微网络节点属于不同的运营网络，并且所述宏网络节点覆盖下的每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过所述宏网络节点和和覆盖下的任意一个微网络节点进行传输时，所述第二优化目标为：确保微网络节点的传输速率最大，所述第二优化目标用公式表示为：
[0182] [0184] [0185] [0186]
s.t.其中，
和Xk,i≤Bk，i，
宏网络节点PB通过直接传输和协作中继传输向用户设备PTi传输下行
表示宏网络节点PB向用户设备PTi直接传输控制平面
数据所能获得的总传输速率；
下行数据的传输速率；βi表示，当一个微网络节点被选中为用户设备PTi进行协作中继传输时，该用户设备需要在PTi的通信时隙内转发PTi下行数据的子时隙长度以及
[0187] [0188]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
当PB选择CUk为PTi进行协作中继传输Xk，其他情况，Xk，i=1，i=0。
[0190] 本发明以上多个可选实施例中分别说明了在不同条件下的第一优化目标和第二
[01]
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优化目标，当宏网络节点和微网络节点属于不同的运营网络时，也就是分属不同的运营商时，宏网络节点和微网络节点都要以自身的传输速率最大为优化目标，当宏网络节点和微网络节点属于同一个运营网络时，宏网络节点和微网络节点就要以整个传输网络的传输总速率最大为优化目标。[0191] 参阅图2，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例包括：[0192] 201、微网络节点获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度。[0193] 本发明实施例中，微网络节点为用户设备提供中继服务，用户设备可以允许微网络节点在用户设备传输数据的时隙内，占用时隙内的部分时隙资源传输微网络节点自己要发送或者接收的数据。[0194] 202、微网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备。
[0195] 微网络节点可以根据所述最大子时隙资源的长度确定一个所述最大子时隙资源的长度大于发送自身数据所需要占用的子时隙资源的长度的一个用户设备，为其提供中继服务。
203、微网络节点向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携
带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点。[0197] 微网络节点向宏网络节点发送中继请求时，要将在用户设备通信时隙占用的子时隙资源的长度上报给宏网络节点，以便宏网络节点根据各个微网络节点上报上来的各微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度，确定由哪个微网络节点来为用户设备提供中继服务。
[0198] 如果有3个微网络节点愿意为一个用户设备提供中继服务，那么宏网络节点可以选择一个微网络节点自身需要占用的子时隙资源的长度最新的微网络节点来为该用户设备提供中继服务。[0199] 204、微网络节点接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略。
[0200] 时隙资源分配策略可以包括在用户设备的通信时隙中第一个子时隙是宏网络节点向提供中继服务的微网络节点发送下行数据的子时隙、第二个子时隙是微网络节点向用户设备转发宏网络节点发送来的下行数据的时隙，第三个子时隙是微网络节点发送自身数据的子时隙。[0201] 205、微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。
[0202] 微网络节点可以在转发完宏网络节点发送来的下行数据后，占用用户设备通信时隙中上述步骤204中的第三子时隙发送自身的数据，也可以使用上述步骤204中的第三个子时隙接收用户设备发送来的数据。
[0196]
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本发明实施例中，微网络节点获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所
述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。[0204] 在上述图2对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于不同的运营网络时，所述方法还包括：
[0205] 通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
[0206]
向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk,i
和
本发明实施例中，第一预置方案为：当宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微
网络节点属于不同的运营网络时，每个微网络节点CUk接收到宏网络节点PB为每个用户设备PTi所设定的参数ni和γi，并且令εi=γi，包max，max/ni。CUk接收到PB所广播的信息，括PB为每个PTi所选择的认知中继CUj、以及所有最新的γi和βi。如果有j≠k，那么令γk,i=γk,i-εi。根据中的最新γk，构造拉格朗日函数：i，
[0207] [0208] [0209]
求解该函数即可获得CUk为PTi提供协作中继服务的最优中继功率
根据最新的γk,i以及
和
而如果有
CUk传输自身数据时的最优发射功率
成立，则CUk会选择为PTi进行数据中继传输，即令Bk，否则，令Bk，i＝1；
i
＝0。如果存在满足Bk，那么CUk将通过控制信道向PB反馈最新的γk,i和i＝1的i，
重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk,i和
在上述图2对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的中继传输的方法的另一实施例中，当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下的微网络节点属于相同的运营网络时，所述方法还包括：
[0211] 通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和
[0210]
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CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率
[0212]
向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请求中所述最新的γk,i
和
本发明实施例中，第二预置方案为：当所述宏网络节点和所述宏网络节点覆盖下
的微网络节点属于相同的运营网络时，每个微网络节点CUk接收到宏网络节点PB所广播的
[0213]
为每个用户设备PTi所设定的参数ni和γi，并令εi=γi,max/ni。CUk接收到PB所广播的max，信息，包括PB为每个PTi所选择的认知中继CUj、以及所有最新的γi和βi。如果有j≠k，那么令γk,i＝γk,i-εi。根据最新的γk，构造拉格朗日函数：i，
[0214] [0215]
求解该函数即可获得CUk为PTi提供协作中继服务的最优中继功率
根据最新的γk,i以及
和
如果本次
和CUk传
输自身数据时的最优发射功率值大于上次
值，则CUk会选择为PTi进行数据中继传输，即令Bk,i＝1；否则，
令Bk,i＝0。如果存在满足Bk,i＝1的i，那么CUk将通过控制信道向PB反馈最新的γk,i和
以发出新的协作中继请求。
为了便于理解，下面以多个应用场景为例，详细说明本发明实施例中中继传输的方法的过程：
[0217] 参阅如3，图3中包含a部分和b部分，a部分所示由单个授权用户网络和单个认知用户网络所构成的认知无线通信系统中，授权用户网络包括一个宏网络节点PB和N个用户设备PTi，1≤i≤N，而认知用户网络是M对认知发射微网络节点CTk和接收微网络节点CRk，1≤k≤M，所构成的点对点（ad hoc）网络，其中CTk需要向CRk传输数据。由于授权用户网络具备某个授权通信频段的合法使用权，而所有CTk只能在宏网络节点允许的情况下才能临时性地使用该通信频段进行通信。为了满足PB与所有CTk和PTi之间的控制信息交互以及PB与所有PTi之间的全双工通信需求，授权通信频段被划分为四个子信道，即授权控制信道、认知控制信道、上行数据信道和下行数据信道。为简化讨论，假设上下行信道的带宽相同，且远大于两个控制信道的带宽。所有PTi以时分多址方式利用授权控制信道与PB进行授权控制信息的半双工通信，所有CTk以时分多址方式利用认知控制信道与PB进行控制信息的半双工通信，而所有N个PTi采用时分多址方式在上、下行信道上与PB进行授
[0216]
权用户数据的全双工通信。
[0218] 为了提高授权用户网络的通信质量，PB和PTi可以通过选择适当的认知发射微网络节点CTk进行基于解码-转发（Decode-and-forward）方式的协作中继传输，而作为回报CTk可以临时占用上下行数据信道上某个PTi时隙的部分时间长度来完成自身数据的传输。具体的说，当每个PTi所获分配的时隙长度固定为1时，那么如附3的b部分所示该时隙可被划分成长度为αi、βi和γi的三个子时隙。其中0≤αi≤1、0≤βi≤1和0≤γi≤1，并且满足：
[0219] αi+βi+γi=1 (1)
[0220] 以如图4所示的宏网络节点PB向用户设备PTi所进行的下行数据传输为例：图4
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包括a、b、c三个部分，a部分所示在时隙i的第一个子时隙αi内，PB将需要传输给PTi的数据通过下行信道发送给CTk，而CTk则会对接收到的数据进行解码；b部分所示在时隙i的第二个子时隙βi内，PB会重新通过下行信道向PTi发送其在第一个子时隙内发送的数据，CTk则会将解码后的数据通过下行信道发送给PTi，而PTi会对接受到的信号进行最大比合并；c部分所示在时隙i的最后一个子时隙γi内，PB会停止其在下行信道上的数据传输，而CTk则可以利用该信道向CRk传输数据。[0221] 为了简化讨论，我们假设PB总是以相同的发射功率PPB进行数据传输，而CTk则可以自适应地改变它向PTi传输数据的发射功率
和向CRk传输数据的发射功率
并且
[0222] 根据
满足
可知，当且仅当PB向PTi的直传速率时，PB向PTi传输数据的总速率
和中
继传输速率可以达到最
大。由此可得，参数αi的最佳取值为：
[0223] [0224]
因此，宏网络节点PB会根据(2)来为PTi的协作中继传输设置αi值。将式(2)
可得：
代入
[0225] [0226]
很显然，PB会选择CTk为PTi进行协作中继传输的前提条件是
将式(3)
代入该条件可得：
[0227]
其中γi,max表示PTi所能接受的CTk向CRk传输数据的子时隙长度γi的上限值。[0229] 由于授权用户网络和认知用户网络有着各自不同的通信需求，它们之间所进行的关于协作中继传输的信息交互实际上可以被看作双方为最大化自身的传输收益而进行的中继选择和被选择的过程。一方面，每个微网络节点CTk需要向宏网络节点PB发送中继请
[0228]
求，表明它愿意提供协作中继传输服务的用户设备PTi、向PTi传输数据的发射功率
以
及向认知接收终端CRk传输数据的子时隙长度γk，以期在向PTi提供协作中继传输的同时i，获得传输自身数据的机会。另一方面，宏网络节点PB需要从所有接收到的中继请求中为每个PTi选择适当的微网络节点进行协作中继传输，从而提升它与PTi之间传输速率和通信质量。
[0230] 本发明实施例中，对于宏网络节点PB来说，宏网络节点的优化目标的优化目标可以被描述为：
[0231]
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Xk,i≤Bk,i和
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s.t.其中，
[0233]
表示宏网络节点PB直接向用户设备PTi传
表示PB与PTi之间的无线信道衰落系
输数据的速率；PPB表示PB的广播发射功率；数；
所能获得的总有效速率；
表示PB通过直接传输和协作中继传输向PTi传输数据
表示PB向CTk传输数据的速率；
表示当PB通过CTk对PTi进行基于解码-转发
方式的协作中继传输时，PTi所能获得的总传输速率；
表示PB与CTk之间的无线信道衰
落系数；表示CTk与PTi之间的无线信道衰落系数；αi、βi和γi分别表示PB所确定的由PB和认知中继共同向PTi传输数据在PTi的通信时隙内由PB向认知中继传输PTi数据，和由认知中继传输自身数据的子时隙长度；N0表示每条无线信道上的平均噪声功率；以及
[0234] [0235] [0236]
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0；
本发明实施例中，对于每个微网络节点CTk来说，微网络节点的优化目标可以被描
述为：
[0237] [0238] [0239]
s.t.
0≤γk,i≤γi,max≤1和
其中，βi表示，当某个认知中继采用解码-转发（Decode-and-Forward）方式为用户设备PTi进行协作中继传输时，宏网络节点PB要求该中继向PTi转发数据的子时隙长度；
表示CTk自身通信业务所要求的最低数据传输速率；γi,max表
γk,i表示微网络节点CTk通过为PTi进行协作中继传输而获得的在PTi的通信时隙内传输自身数据的子时隙长度；
示PTi所能接受的认知中继传输自身数据的子时隙长度上限；
和
分别表示CTk向PTi传输数据的速率和发射功率；
和分别表
示CTk向CRk传输数据的速率和发射功率；表示CTk与PTi之间的无线信道衰落系数；
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表示CTk向CRk传输数据时的无线信道衰落系数；N0表示每条无线信道上的平均噪声功率；以及
当CUk选择为PTi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。[0241] 每个微网络节点CTk的优化目标的求解采用如下的具体步骤：[0242] (i)对于每个用户设备PTi和宏网络节点PB所设定的参数ni>0，令γk,i=γi,max和εi=γk,i/ni。
[0243] (ii)根据宏网络节点PB所广播的信息，包括PB为每个PTi分配的认知中继CTj和所有最新的γi和βi以及εi，如果有j≠k，那么令γk，i=γk，i-εi。[0244] (iii)根据错误！未找到引用源。中的最新γk，构造拉格朗日函数：i，
[0240] [0245] [0246]
求解该函数即可获得CTk为PTi提供协作中继服务的最优发射功率而CTk传
输自身数据时的最优发射功率
[0247]
(iv)根据错误！未找到引用源。中的最新γk，i以及错误！未找到引用源。中的和
如果有
成立，则CTk会选择为PTi进行数据中继传输，即
最新
设置Bk,i＝1；否则，设置Bk，i＝0。
[0248] (v)如果存在满足Bk，i＝1的i，那么CTk将通过控制信道向PB反馈最新的γk,i和
以发出新的中继请求。
[0249]
为了证明每个微网络节点优化目标的求解算法是收敛的，我们需要考虑微网络节点CTk在每一轮向PB发送的中继请求中选择为PTi进行协作中继传输所获得的效用
结合式(1)和式(2)可得，
[0250]
首先，如果Uk,i<0，那么CTk就不会向PB发送这一中继请求。其次，如果Uk,i≥0，
那么结合式(4)和式(7)可得：CTk向PB所要求的向CRk传输数据的子时隙长度γk，i必须满足：
[0251] [0252]
同时，由于PB为每个PTi都设置了降低γk,i的最小步长εi，因此CTk向PB重复
发出中继请求的轮数Nk,i必须满足：
[0253] [02]
这一Nk，另一i上限的存在就意味着每个CTk不可能向PB发出无限次的中继请求。
方面，PB也可以通过选取适当的ni值来控制CTk向PB重复发出中继请求的轮数Nk，i。当没有微网络节点发出新的中继请求时，PB将终止这一认知中继的选择过程。因此，上述所提出的求解算法是收敛的。
[0255]
33
CN 103974266 A[0256]
说 明 书
24/34页
下面即针对本文所提出的分布式认知中继传输机制进行基于MATLAB软件的算法
仿真分析。如图5所示，用于仿真的无线通信系统包含了1个主用户基站PB、10个主用户终端PTi，1≤i≤10，以及4个认知用户CRk，1≤k≤4。其中所有PTi都均匀地分布在以PB为圆心并且直线距离为1的圆周上，而所有CRk则分布在以PB为圆心并且直线距离为u，0 和 其中m=4为路径损耗因子。此外，我们还对所有PB、CRk和PTi的参数做如下假设：[0260] （1）、PB的发射功率固定为Pb=1；[0261] （2）、所有PB、CRk和PTi的接收机所经历的噪声功率均为N0=1； [0262] （3）、在传输自身数据和中继主用户数据时，每个CRk的最小发射功率 和 最大发射功率 [02] 即 [0263] （4）对于每个PTi来说，均有di=ri=1，zi=2，ni=10和si=0.1。 在上述的参数设置下，PB会根据认知中继的选择机制为每个PTi，1≤i≤10，选择最优的认知用户进行协作中继传输。例如，当CRk与CB之间的平均信道增益 和u=0.2时，PB会选择CR1作为PT3、PT7和PT10的中继节点，CR2作为PT1、 CR3作为PT2、PT6和PT9的中继节点，以及CR4作为PT8的中继节点。PT4和PT5的中继节点， [0265] 图6则画出了在u=0.2时，此协作中继传输方式下所有PTi能够获得的传输速率 同时，图6还画出了当PB不为每个PTi选择任何认知中继时每个PTi所能获得的直传传输速率。可以看出，通过选择适当的认知用户进行协作中继传输，PB可以显著地提高它 并且当认知中继的无线信道质量越好时，其传输速率的提升就越显对每个PTi的传输速率， 著。 [0266] 而图7则给出了在u=0.2时，认知中继的重复选择过程结束之后，每个认知用户CRk所获得的总传输速率。可以看出，多数情况下，当CRk的无线信道质量越好时，它所获得的总传输速率越高。然而由于信道质量较好时，CRk之间为获得进行中继的机会将导致竞争加剧，因此反而会使得自身获得的总传输速率有略微的下降。例如当CR2，CR3和CR4的无线信道增益从15dB增大到20dB时，其获得的总传输速率反而出现轻微的降低。[0267] 如附图8所示，本应用场景中宏基站为上述实施例中的宏网络节点，微基站为上述实施例中的微网络节点，本实施例考虑的是由单个宏基站和多个微基站所构成的一个立体分层异构无线网络（HetNet）。该网络包含一个宏基站MB，M个微基站FBk,1≤k≤M，以及N个用户设备UEi，1≤i≤N。其中所有的MB、FBk、以及UEi均属于相同的运营商，它们共用同一个授权通信频段，并且每个用户设备的下行和上行数据分别通过宏基站和某个微基站进行传输。为了满足MB与所有FBk和UEi之间的控制信息交互以及MB和FBk与UEi所有之间的全双工通信需求，授权通信频段被划分为两个子信道，即控制信道和数据信道。MB 34 CN 103974266 A 说 明 书 25/34页 以TDMA的方式利用控制信道与FBk和UEi进行控制信息的半双工通信，它同时以TDMA和TDD的方式利用数据信道与FBk和UEi进行数据信息的全双工通信。[0268] 为了提高频谱利用率和用户设备的通信质量，并考虑到下行数据流量远大于上行数据流量的特点，MB在传输UEi下行数据的过程中可以通过选择适当的FBk进行基于解码-转发（Decode-and-forward）方式的协作中继传输，同时FBk则利用UEi的部分通信时隙完成对UEi上行数据的接收。具体地说，当每个UEi所获分配的时隙长度固定为1时，那么该时隙可被划分成长度为αi、βi和γi的三个子时隙。其中0≤αi≤1、0≤βi≤1和0≤γi≤1，并且满足：[0269] αi+βi+γi=1 (8) [0270] 以如附图9所示的UEi上/下行数据传输为例：图9包括a、b、c三部分，a部分所示在时隙i的第一个子时隙αi内，MB将需要传输给UEi的数据通过数据信道发送给FBk，而FBk则会对接收到的数据进行解码；b部分所示在时隙i的第二个子时隙βi内，MB会重新通过下行信道向UEi发送其在第一个子时隙αi内发送过的数据，而FBk则会将解码后的数据通过下行信道发送给UEi，而UEi会对接受到的信号进行最大比合并；c部分所示在时隙i的最后一个子时隙γi内，MB会停止其在数据信道上的数据传输，而UEi则利用该信道向FBk传输上行数据。 [0271] 为了简化讨论，我们假设MB总是以相同的发射功率PMB进行数据传输，而FBk则可以自适应地改变它向UEi传输数据的发射功率 [0272] 根据 满足 可知，当且仅当MB向UEi的直传速率时，MB向UEi传输数据的总速率 和可以达 中继传输速率 到最大。由此可得，参数αi的最佳取值为： [0273] [0274] 其中， 表示MB向FBk传输下行数据的速率； 表示当MB通过FBk对UEi进行基于解码-转 发方式的协作中继传输时，UEi所能获得的总下行传输速率；线信道衰落系数； 表示MB与FBk之间的无 表示FBk与UEi之间的无线信道衰落系数；N0表示每条无线信道上的 平均噪声功率。[0275] 因此，宏基站MB会根据(9)来为UEi的协作中继传输设置αi值。将式(9)代入 可得： [0276] [0277] 很显然，MB会选择FBk为UEi进行协作中继传输的前提条件是 35 将式 CN 103974266 A 说 明 书 26/34页 (10)代入该条件可得 [0278] 其中γi,max表示UEi向FBk传输上行数据的子时隙长度γi的上限值。显然针对 不同的用户终端UEi上行数据传输的需求，我们有γi,min≤γi≤γi,max，其中γi,min表示用户终端UEi为满足上行数据传输质量要求所需的子时隙长度γi的下限值。立体分层异构无线网络（HetNet）运作机制。 [0280] 由于宏基站网络和微基站网络有着各自不同的通信任务，它们之间所进行的关于协作中继传输的信息交互实际上可以被看作双方为最大化自身的传输收益而进行的中继选择和被选择的过程。一方面，当多个新的用户终端UEi需要使用网络服务时，宏基站MB会通过控制信道向其附近的微基站进行广播，收到广播消息的微基站FBk表明它愿意提供下 [0279] 行协作中继传输服务的终端UEi、向UEi传输数据的发射功率以及接收UEi上行数据的 子时隙长度γk，在向UEi提供协作中继传输的同时获得接收UEi上行数据的机会。另一方i，面，宏基站MB需要从所有接收到的中继请求中为每个UEi选择适当的微基站FBk进行下行协作中继传输，从而提升它与UEi之间传输速率和通信质量，并且使得UEi获得一定的传输上行数据的子时隙。为此，我们拟定了如附图9所示的分布式中继选择机制。[0281] 对于宏基站MB来说，宏基站MB的优化目标可以被描述为： [0282] [0283] [0284] s.t.其中 Xk,i≤Bk,i和 表示宏基站MB通过直接传输和协作中继传 输向用户设备UEi进行下行数据传输所能获得的总传输速率；γk,i表示，当微基站FBk请求为UEi下行数据进行协作中继传输时，该基站所要求的在UEi通信时隙内接收UEi上行数据的子时隙长度；βi表示，当一个微基站被选中为UEi进行协作中继传输时，该基站需要在UEi通信时隙内转发UEi下行数据的子时隙长度；γi表示由MB所确定的在UEi通信时隙内UEi传输自身上行数据的子时隙长度；以及， [0285] [0286] 当FBk选择为UEi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0； 当PB选择FBk为UEi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。[0288] 对于每个微基站FBk来说，微基站FBk的优化目标可以被描述为： [0287] [02] [0290] [0291] s.t. 和0≤γk,i≤γi,max≤1， 36 其中，βi表示，当一个微基站被选中为用户终端UEi进行协作中继传输时，该基站 CN 103974266 A 说 明 书 27/34页 需要在UEi通信时隙内转发UEi下行数据的子时隙长度；γk,i表示微基站FBk接收UEi的上行数据的子时隙长度； [0292] [0293] 和 分别表示FBk转发UEi下行数据的传输速率和发射功率； 和 分别表示UEi向FBk传输数据的速率和发射 功率；率； [0294] 表示UEi与FBk之间的无线信道衰落系数；N0表示各条无线信道上的平均噪声功表示UEi上行数据所要求的最低传输速率；以及， 当FBk选择为UEi进行协作中继传输时，Bk，其他情况，Bk，i=1，i=0。[0296] 与前一个实施例类似，本实施例同样考虑的是如附图8所示的由单个宏基站和多个微基站所构成的一个立体分层异构无线网络（HetNet）。参阅图10，该网络包含一个宏基站MB，M个微基站FBk,1≤k≤M，以及N个终端UEi，1≤i≤N，并且整个网络中宏基站和 [0295] 微基站共用同一个授权频段。另一方面，该网络与图8和图9对应的实施例中异构无线网络的主要差别在于宏基站和所有微基站分别属于不同的运营商，并且每个用户设备的控制平面和业务平面数据分别通过宏基站和某个微基站进行传输。为了满足MB与所有FBk和UEi之间的控制信息交互以及FBk与UEi之间的全双工通信需求。授权通信频段被划分为两个子信道，即控制信道和数据信道。MB以TDMA的方式利用控制信道与FBk和UEi进行控制平面数据的半双工通信，FBk以TDMA和TDD的方式利用数据信道与UEi进行业务平面数据的全双工通信。 [0297] 为了提高控制信道的通信质量，MB和UEi之间的控制平面数据可以通过选择适当的FBk进行基于基于解码-转发（Decode-and-forward）方式的协作中继传输具体的说当每个UEi所获分配的时隙长度固定为1时，那么该时隙可被划分成长度为αi、βi的两个子时隙。其中0≤αi≤1、0≤βi≤1，并且满足[0298] αi+βi=1 (14) [0299] 以如附图10所示的UEi上/下行控制平面数据传输为例：图10包括a、b两部分，a部分所示在时隙i的第一个子时隙αi内，MB将需要传输给UEi的控制平面数据通过控制信道发送给FBk，而FBk则会对接收到的数据进行解码；b部分所示，在时隙i的第二个子时隙βi内，MB会重新通过控制信道向UEi发送其在第一个子时隙αi内已发送的控制平面数据，FBk则会将解码后的控制平面数据通过控制信道发送给UEi，而UEi会对接受到的信息进行最大比合并。 [0300] 为了简化讨论，我们假设MB总是以相同的发射功率PMB进行数据传输，而FBk则可以自适应地改变它向UEi传输数据的发射功率 [0301] 根据 和中继控制平面传输速率 满足 37 可知，当且仅当MB向UEi的控制平面直传速 时，MB向UEi传输数据 率 CN 103974266 A 说 明 书 28/34页 的总速率 [0302] 可以达到最大。由此可得，参数αi的最佳取值为 [0303] 其中PMB表示宏基站MB的发射功率；表示MB与UEi之间的无线信道衰落系 数； 表示MB通过直接传输和协作中继传输向UEi传输所能 表示MB向FBk 获得的总有效下行控制平面信息传输速率； 传输下行控制平面数据的速率；表示当MB 通过FBk对UEi进行基于解码-转发方式的协作中继传输时所能获得的总下行控制平面数据传输速率； 表示MB与FBk之间的无线信道衰落系数； 表示FBk与UEi之间的无 线信道衰落系数；αi、βi分别表示MB所确定的在UEi的控制信道通信时隙内由MB向FBk 传输UEi控制平面数据，由MB和FBk共同向UEi传输控制平面数据的子时隙长度；N0表示每条无线信道上的平均噪声功率。[0304] 因此，宏基站MB会根据(15)来为UEi的协作中继传输设置αi值。将式(15)代入 可得： [0305] [0306] 很显然，MB会选择FBk为UEi进行协作中继传输的前提条件是 将式 (16)代入该条件可得： [0307] [0308] 其中 表示宏基站MB直接向用户终端UEi传输控制 不同，其进行 平面下行数据的传输速率；显然不同的FBk宏与MB之间的信道衰落系数 38 CN 103974266 A 说 明 书 也不同。 29/34页 中继所给出的传输功率 [0309] 由于宏基站网络和微基站网络有着各自不同的通信任务，它们之间所进行的关 于控制平面数据进行协作中继传输的交互实际上可以被看作双方为最大化自身的传输收益而进行的中继选择和被选择的过程。一方面，当多个新的用户终端UEi需要使用网络服务时，宏基站MB会向其附近的微基站进行广播通信，收到广播消息的微基站FBk表明它愿意提供控制平面数据协作中继传输服务的终端UEi、向UEi传输控制平面数据的发射功率 在向UEi提供控制平面数据协作中继传输的同时利用数据信道与UEi进行全双工通信。另一方面，宏基站MB需要从所有接收到的中继请求中为每个UEi选择适当的微基站FBk进行控制平面数据协作中继传输。对于宏基站MB来说，宏基站MB的优化目标可以被描述为： [0310] [0311] [0312] [0313] [0314] [0315] s.t.其中， Xk,i≤Bk，i， 当FBk选择为UEi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0； 当PB选择FBk为UEi进行协作中继传输Xk,i=1，其他情况，Xk,i=0。 [0317] 对于每个微基站FBk来说，微基站FBk的优化目标可以被描述为： [0316] [0318] [0319] [0320] s.t.其中 和 和 分别表示FBk传输UEi业务平面下行数 据的传输速率和发射功率； 平面下行数据的传输速率和发射功率；的最低和最高发射速率；发射速率； [0321] 和 和 分别表示FBk转发UEi控制 分别表示FBk传输下行业务平面数据 和 分别表示FBk传输下行控制平面数据的最低和最高 当FBk选择为UEi进行协作中继传输时，Bk,i=1，其他情况，Bk,i=0。 39 CN 103974266 A[0322] 说 明 书 30/34页 参阅图11，本发明实施例提供的网络节点被的一实施例包括： [0323] 广播单元301，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；[0324] 第一接收单元302，用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；[0325] 选择单元303，用于根据所述第一接收单元302接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；[0326] 第一发送单元304，用于将所述选择单元303选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。 [0327] 本发明实施例中，广播单元301将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；第一接收单元302接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；选择单元303根据所述第一接收单元302接收到的所述中继协作请求中携带的除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；第一发送单元304将所述选择单元303选择后的对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术相比，本发明实施例提供的网络节点设备可以为用户设备选择微网络节点作为中继节点，使微网络节点可以为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且微网络节点还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。[0328] 参阅图12，本发明实施例提供的网络节点设备的另一实施例包括：[0329] 获取单元401，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；[0330] 确定单元402，用于根据所述获取单元401获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备； 40 CN 103974266 A[0331] 说 明 书 31/34页 第二发送单元403，用于在所述确定单元402确定要提供中继服务的至少一个用 户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点； 第二接收单元404，用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设 备的时隙资源分配策略； [0333] 所述第二发送单元403，用于根据所述第二接收单元404接收到的时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。 [0334] 本发明实施例中，获取单元401获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；确定单元402根据所述获取单元401获取的最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；第二发送单元403在所述确定单元402确定要提供中继服务的至少一个用户设备后，向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；第二接收单元404接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；所述第二发送单元403还根据所述第二接收单元404接收到的时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。与现有技术相比，本发明实施例提供的网络节点设备可以为用户设备提供中继服务，从而提高了数据传输的速率，而且该网络节点设备还可以利用用户设备的通信时隙发送非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据，提高了频谱资源的利用率。[0335] 在上述图12对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的网络节点设备的另一实施例中， [0332] [0336] 所述获取单元401，还用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为 PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率 所述第二发送单元403，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中 [0337] 继协作请求中所述最新的γk,i和 在上述图12对应的实施例的基础上，本发明实施例提供的网络节点设备的另一实施例中， [0339] 所述获取单元401，还用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为 [0338] 41 CN 103974266 A 说 明 书 32/34页 PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk,i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率 [0340] 所述第二发送单元403，还用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中 继协作请求中所述最新的γk,i和 参阅图13，本发明实施例提供的网络节点设备的一实施例包括：第一接收器310、 第一发送器320、第一存储器330和第一处理器340，[0342] 第一接收器310、第一发送器320、第一存储器330和第一处理器340通过总线或者其他方式连接；[0343] 其中，第一发送器320用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备； [0344] 第一接收器310用于接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度； [0345] 第一处理器340用于根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。[0346] 参阅图14，本发明实施例提供的网络节点设备的一实施例包括：第二接收器410、第二发送器420、第二存储器430和第二处理器440，[0347] 第二接收器410、第二发送器420、第二存储器430和第二处理器440通过总线或者其他方式连接；[0348] 其中，第二处理器440用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度； [0341] 第二处理器440用于根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给 提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备； [0350] 第二发送器420用于向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点； [0351] 第二接收器410用于接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略； [0352] 第二发送器420用于根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏 [0349] 42 CN 103974266 A 说 明 书 33/34页 网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。[0353] 本发明一些实施例中，第二处理器440用于用于通过第一预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk，i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据时的最优发射功率 [03] 第二发送器420用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请 求中所述最新的γk，i和 [0355] 本发明一些实施例中，第二处理器440用于通过第二预置方案获取最新的当微网络节点CUk请求为PTi进行协作中继传输时，所要求的在PTi通信时隙内传输除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度γk,i和CUk传输非所述宏网络节点要发送给对应用户设 第二发送器420用于向所述宏网络节点重新发送中继协作请求，所述中继协作请 备的数据时的最优发射功率 [0356] 求中所述最新的γk，i和 参阅图15，本发明实施例提供的中继通信系统的一实施例包括：宏网络节点设备 30、微网络节点设备40和用户设备50；[0358] 宏网络节点设备30，用于将覆盖下的所有用户设备的信息广播给覆盖下的所有微网络节点，所述所有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度，以使所述所有微网络节点中的至少一个网络节点根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；接收所述至少一个微网络节点发送来的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度；根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点，并将对应每个用户设备的时隙资源分配策略发送给对应的微网络节点，以使所述微网络节点根据所 [0357] 述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下行数据，并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。 微网络节点设备40，用于获取宏网络节点覆盖下的所有用户设备的信息，所述所 有用户设备的信息包括所述所有用户设备中每个用户设备允许为其提供中继服务的微网络节点占用的最大子时隙资源的长度；根据所述最大子时隙资源的长度和第一优化目标确定要给提供中继服务的所述所有用户设备中的至少一个用户设备；向所述宏网络节点发送的中继协作请求，所述中继协作请求中携带除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度，以使所述宏网络节点根据所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度和第二优化目标，从所述至少一个微网络节点中为所述每个用户设备分别选择一个为其提供中继服务的微网络节点；接收所述宏网络节点发送的对应提供中继服务的用户设备的时隙资源分配策略；根据所述时隙资源分配策略为对应的用户设备转发所述宏网络节点发送来的下 并占用所述除为提供中继服务外需占用的子时隙资源的长度发送或者接收非所述行数据， [0359] 43 CN 103974266 A 说 明 书 34/34页 宏网络节点要发送给对应用户设备的数据。 [0360] 本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。 [0361] 以上对本发明实施例所提供的中继传输的方法、设备以及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的。 44 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 1/11页 图1 45 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 2/11页 图2 46 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 3/11页 图3 47 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 4/11页 图4 48 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 5/11页 图5 图6 49 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 6/11页 图7 图8 50 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 7/11页 图9 51 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 8/11页 图10 52 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 9/11页 图11 图12 53 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 10/11页 图13 图14 CN 103974266 A 说 明 书 附 图 11/11页 图15 55 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容
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