一種建立通信連接的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種建立通信連接的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著通信需求指數(shù)倍的增長(zhǎng)，移動(dòng)場(chǎng)景下通信效率低、靈活性差和花銷高的問(wèn)題 逐漸成為5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。目前，常采用異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)和中繼協(xié)作通信來(lái)解 決運(yùn)一問(wèn)題。
[0003] 異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)繼承了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，一般該無(wú)線接入 網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，且每個(gè)子網(wǎng)絡(luò)中包括一個(gè)或多個(gè)RRH(RemoteRadioHead,射頻拉遠(yuǎn) 單元），各個(gè)RRH之間相互協(xié)作可W獲得更高的性能增益。異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)一概念 提出之后，眾多學(xué)者致力于新通信場(chǎng)景的研究。異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)資源分配方面， 對(duì)于吞吐量與公平性的平衡、層間干擾消除、新架構(gòu)的設(shè)計(jì)、相關(guān)技術(shù)的支持W及負(fù)載均衡 都已得到很好的研究。為進(jìn)一步提高異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性，MIMO(Multiple-Input Multiple-Oil化ut，多輸入多輸出系統(tǒng)）中繼協(xié)作通信和D2D(DisktoDisk,磁盤到磁盤備 份技術(shù)）通信等技術(shù)被引入到異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，盡管有大量的研究人員致力于異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)資源分配 方法的研究，但未對(duì)基于用戶協(xié)作和QoS(如alityofService,服務(wù)質(zhì)量）保障的異構(gòu)云 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的資源管理方法進(jìn)行研究，移動(dòng)終端接入異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)的中繼選擇和網(wǎng) 絡(luò)選擇的聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題的計(jì)算復(fù)雜度非常大，導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)資源分配中不能合理分配網(wǎng)絡(luò)資 源，進(jìn)而導(dǎo)致通信過(guò)程中能量的額外消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種建立通信連接的方法及裝置，W減小移動(dòng)終端 接入異構(gòu)云無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)的中繼選擇和網(wǎng)絡(luò)選擇的聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題的計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)合 理分配網(wǎng)絡(luò)資源，降低通信過(guò)程中能量的消耗。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種建立通信連接的方法，所述方法包括 步驟：
[0007] 接收目標(biāo)移動(dòng)終端發(fā)送的通信請(qǐng)求；
[0008] 根據(jù)所述目標(biāo)移動(dòng)終端的預(yù)設(shè)的發(fā)射功率，估算所述目標(biāo)移動(dòng)終端接入各個(gè)可用 子網(wǎng)絡(luò)的射頻拉遠(yuǎn)單元RRH要通過(guò)的每一通信鏈路的能效值；
[0009] 按照預(yù)設(shè)的最優(yōu)通信鏈路選擇規(guī)則，根據(jù)所估算的能效值，W可用子網(wǎng)絡(luò)為單位， 確定所述目標(biāo)移動(dòng)終端接入RRH要通過(guò)的最優(yōu)通信鏈路，并根據(jù)所確定的最優(yōu)通信鏈路 更新中繼域，其中，所述中繼域中包含所有有通信需求的移動(dòng)終端能夠選擇的所有中繼節(jié) 占. '?、、，
[0010] 根據(jù)通過(guò)經(jīng)過(guò)所述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路接入各個(gè)可用子網(wǎng)絡(luò)的RRH 時(shí)所述目標(biāo)移動(dòng)終端的吞吐量和經(jīng)過(guò)所述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路對(duì)應(yīng)的RRH接 收所述目標(biāo)移動(dòng)終端傳送的信息需消耗的能量，構(gòu)建優(yōu)化能效模型，其中，所述優(yōu)化能效模 型為關(guān)于所述目標(biāo)移動(dòng)終端的吞吐量和RRH接收信息需消耗的能量的模型，所述目標(biāo)移動(dòng) 終端的吞吐量與所述目標(biāo)移動(dòng)終端的發(fā)射功率相關(guān)；
[0011] 根據(jù)預(yù)設(shè)的非負(fù)參數(shù)對(duì)所述優(yōu)化能效模型進(jìn)行變形處理；
[0012] 對(duì)變形處理后的所述優(yōu)化能效模型中的二值變量進(jìn)行松弛化處理，其中，所述二 值變量為控制中繼節(jié)點(diǎn)選擇和可用子網(wǎng)絡(luò)選擇的變量；
[0013] 根據(jù)預(yù)設(shè)的拉格朗日對(duì)偶算法、預(yù)設(shè)的梯度迭代法和松弛化處理后的所述優(yōu)化能 效模型，生成針對(duì)所述目標(biāo)移動(dòng)終端的網(wǎng)絡(luò)資源分配信息，其中，所述網(wǎng)絡(luò)資源分配信息包 含：所述目標(biāo)移動(dòng)終端的最優(yōu)發(fā)射功率、該最優(yōu)發(fā)射功率對(duì)應(yīng)的通信鏈路和該最優(yōu)發(fā)射功 率對(duì)應(yīng)的可用子網(wǎng)絡(luò)的RRH，所述最優(yōu)發(fā)射功率對(duì)應(yīng)的通信鏈路為直傳通信鏈路或經(jīng)過(guò)所 述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路；
[0014] 向所述網(wǎng)絡(luò)資源分配信息中包含的RRH發(fā)送所述網(wǎng)絡(luò)資源分配信息，W使得該 RRH根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)資源分配信息中包含的最優(yōu)發(fā)射功率、該最優(yōu)發(fā)射功率對(duì)應(yīng)的通信鏈路 與所述目標(biāo)移動(dòng)終端建立通信連接。
[0015] 一種具體實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所確定的最優(yōu)通信鏈路更新中繼域，包括：
[0016] 判斷所確定的各條最優(yōu)通信鏈路是否為中繼通信鏈路；
[0017] 若為是，則將是中繼通信鏈路的最優(yōu)通信鏈路中的中繼節(jié)點(diǎn)歸入該最優(yōu)通信鏈路 對(duì)應(yīng)的可用子網(wǎng)絡(luò)的中繼集合中；
[0018] 從各個(gè)可用子網(wǎng)絡(luò)的中繼集合中，確定存在于至少兩個(gè)中繼集合中的中繼節(jié)點(diǎn)；
[0019] 從所確定的中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)中繼集合中，刪除所確定中繼節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)各個(gè)可用子 網(wǎng)絡(luò)的中繼集合更新中繼域；
[0020] 所述根據(jù)通過(guò)經(jīng)過(guò)所述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路接入各個(gè)可用子網(wǎng)絡(luò)的 RRH時(shí)所述目標(biāo)移動(dòng)終端的吞吐量和經(jīng)過(guò)所述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路對(duì)應(yīng)的RRH 接收所述目標(biāo)移動(dòng)終端傳送的信息需消耗的能量，構(gòu)建優(yōu)化能效模型，包括：
[0021] 根據(jù)所述中繼域中中繼節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、具有通信需求的移動(dòng)終端的個(gè)數(shù)、每一個(gè)可 用子網(wǎng)絡(luò)中射頻拉遠(yuǎn)單元RRH的個(gè)數(shù)、通過(guò)經(jīng)過(guò)所述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路接入 各個(gè)可用子網(wǎng)絡(luò)的RRH時(shí)所述目標(biāo)移動(dòng)終端的吞吐量和經(jīng)過(guò)所述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的 通信鏈路對(duì)應(yīng)的RRH接收所述目標(biāo)移動(dòng)終端傳送的信息需消耗的能量，構(gòu)建優(yōu)化能效模 型。
[0022] -種具體實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述中繼域中中繼節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)、具有通信需求的 移動(dòng)終端的個(gè)數(shù)、每一個(gè)可用子網(wǎng)絡(luò)中射頻拉遠(yuǎn)單元RRH的個(gè)數(shù)、通過(guò)經(jīng)過(guò)所述中繼域中 的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路接入各個(gè)可用子網(wǎng)絡(luò)的RRH時(shí)所述目標(biāo)移動(dòng)終端的吞吐量和經(jīng)過(guò) 所述中繼域中的中繼節(jié)點(diǎn)的通信鏈路對(duì)應(yīng)的RRH接收所述目標(biāo)移動(dòng)終端傳送的信息需消 耗的能量，構(gòu)建優(yōu)化能效模型，包括：
[0023] 通過(guò)W下公式
[0024]
[0025] 構(gòu)建優(yōu)化能效模型，其中，K表示具有通信需求的移動(dòng)終端的個(gè)數(shù)，所述目標(biāo)移動(dòng) 終端為K個(gè)移動(dòng)終端中的一個(gè)，J表示所述中繼域中中繼節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，I表示第一可用子網(wǎng) 絡(luò)中RRH的個(gè)數(shù)，S表示第二可用子網(wǎng)絡(luò)中RRH的個(gè)數(shù)，《:表示移動(dòng)終端k通過(guò)直傳通信 鏈路接入第一可用子網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)RRH時(shí)的吞吐量，巧表示移動(dòng)終端k通過(guò)中繼通信 鏈路接入第一可用子網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)RRH時(shí)的吞吐量，巧Lj.表示移動(dòng)終端k接入第二可用子 網(wǎng)絡(luò)中第S個(gè)RRH時(shí)的吞吐量，麟表示移動(dòng)終端k通過(guò)中繼通信鏈路接入第二可用子 網(wǎng)絡(luò)中第S個(gè)RRH時(shí)的吞吐量，Zf表示第一可用子網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)RRH接收移動(dòng)終端k通過(guò) 直傳通信鏈路傳送的信息需消耗的能量，巧"表示第一可用子網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)RRH接收移動(dòng)終 端k通過(guò)中繼通信鏈路傳送的信息需消耗的能量，巧"表示第二可用子網(wǎng)絡(luò)中第S個(gè)RRH接 收所述目標(biāo)移動(dòng)終端k通過(guò)直傳通信鏈路傳送的信息需消耗的能量和，i;'表示第二可用子 網(wǎng)絡(luò)中第S個(gè)RRH接收所述目標(biāo)移動(dòng)終端k通過(guò)中繼通信鏈路傳送的信息需消耗的能量， 端U、乂:U、撕.A-、均為二值變量；
[0026]所述優(yōu)化能效模型需滿足的條件為：
[003引其中，|^*為移動(dòng)終端k的最小吞吐量，#5^；康示移動(dòng)終端k通過(guò)中繼通信鏈路接 入接入第一可用子網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)RRH時(shí)第j個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，巧表示移動(dòng)終端k通 過(guò)中繼通信鏈路接入接入第二可用子網(wǎng)絡(luò)中第S個(gè)RRH時(shí)第j個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，P。 表示第j個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的最大發(fā)射功率，巧;U表示移動(dòng)終端k通過(guò)直傳通信鏈路接入第一可 用子網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)RRH時(shí)的發(fā)射功率，與;，,?.,表示移動(dòng)終端k通過(guò)中繼通信鏈路接入第一可 用子網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)RRH時(shí)的發(fā)射功率，巧表示移動(dòng)終端k通過(guò)直傳通信鏈路接入第二可 用子網(wǎng)絡(luò)中第S個(gè)RRH時(shí)的發(fā)射功率，巧表示移動(dòng)終端k通過(guò)中繼通信鏈路接入第二 可用子網(wǎng)絡(luò)中第S個(gè)RRH時(shí)的發(fā)射功率，Pm。、為移動(dòng)終端k的最大發(fā)射功率。
[0034] 一種具體實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的非負(fù)參數(shù)對(duì)所述優(yōu)化能效模型進(jìn)行變形處 理，包括：
[0035] 根據(jù)預(yù)設(shè)的非負(fù)參數(shù)A，按照表達(dá)式：
[0036] max巧…乂 戶，
[0037] 對(duì)所述優(yōu)化能效模型進(jìn)行變形處理。
[0038] -種具體實(shí)現(xiàn)方式中，所述對(duì)變形處理后的所述優(yōu)化能效模型中的二值變量進(jìn)行 松弛化處理，包括：
[0039] 通過(guò)W下公式
[0043]
對(duì)變形處理后的所述優(yōu)化能效模型中的二值變 量進(jìn)行松弛化處理；
[0044] 其中，皆W-為巧;A松弛化后的變量鉛A為巧:.a松弛化后的變量巧為巧；；,/, 松弛化后的變量，巧:為^^/^松弛化后的變量，松弛化后的變量，為 巧松弛化后自勺變量，度,'.U為《；)，M松弛化后自勺變量，表;為巧;松弛化后自勺變 量；
[0045] 松弛化處理后的所述優(yōu)化能效模型需滿足的條件為：
[0046] (^'1 :端 、. 一G[0，。
[0052] -種具體實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的拉格朗日對(duì)偶算法、預(yù)設(shè)的梯度迭代法和 松弛化處理后的所述優(yōu)化能效模型，生成針對(duì)所述目標(biāo)移動(dòng)終端的網(wǎng)絡(luò)資源分配信息，包 括：
[0053] 根據(jù)預(yù)設(shè)的拉格朗日因子和對(duì)偶分解法，將松弛化處理后的所述優(yōu)化能效模型轉(zhuǎn) 化為對(duì)偶優(yōu)化能效模型；
[0054] 根據(jù)KKT條件、注水算法和所述對(duì)偶優(yōu)化能效模型，獲得所述目標(biāo)移動(dòng)終端的發(fā) 射功率P。；
[0055] 根據(jù)所述發(fā)射功率P。，對(duì)所述對(duì)偶優(yōu)化能效模型中的所述目標(biāo)移動(dòng)終端的吞吐量 和RRH接收信息需消耗的能量進(jìn)行排序，確定所述發(fā)射功率P。對(duì)應(yīng)的通信鏈路和所述發(fā)射 功率P。對(duì)應(yīng)的可用子網(wǎng)絡(luò)的RRH;
[0056] 根據(jù)預(yù)設(shè)的梯度迭代法更新所述預(yù)設(shè)的拉格朗日因子；
[0057] 根據(jù)所述發(fā)射功率P。和更新后的所述預(yù)設(shè)的拉格朗日因子，獲得當(dāng)前發(fā)射功率 Pi;
[0058] 判斷所述發(fā)射功率P。和所述當(dāng)前發(fā)射功率P1的差值的絕對(duì)值是否不高于第一預(yù) 設(shè)值；
[0059] 若為是，則根據(jù)所述當(dāng)前發(fā)射功率Pi、所述當(dāng)前發(fā)射功率Pi對(duì)應(yīng)的通信鏈路和所 述當(dāng)前發(fā)射功率Pi對(duì)應(yīng)的可用子網(wǎng)絡(luò)的RRH更新預(yù)設(shè)的非負(fù)參數(shù)A，其中，所述當(dāng)前發(fā)射 功率Pi對(duì)應(yīng)的通信鏈路為所述發(fā)射功率P。對(duì)應(yīng)的通信鏈路，所述當(dāng)前發(fā)射功率P1對(duì)應(yīng)的