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CN114979970B - 一种蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质 - Google Patents

一种蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质 Download PDF

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CN114979970B CN202210336782.0A CN202210336782A CN114979970B CN 114979970 B CN114979970 B CN 114979970B CN 202210336782 A CN202210336782 A CN 202210336782A CN 114979970 B CN114979970 B CN 114979970B
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Abstract

本发明公开了一种蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质，其方法包括步骤：源节点计算蜂窝网络的待选多播组合；计算每个待选多播组合中单用户节点接收数据包的平均时间；比较各待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间并将平均时间最小的待选多播组合作为选定的多播组合；排除选定的多播组合中的用户节点，蜂窝网络中剩余节点重复执行上述步骤，直到剩余用户节点数量为0或1时结束。本发明解决了蜂窝网络信号波束覆盖过大造成传输效率下降的技术问题。

Description

一种蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，特别是涉及一种蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质。
背景技术
随着社会的进步和经济的发展，人们对于通信的需求逐渐增加。因此，提升通信效率也成为了当前的一个确切紧急的任务。
蜂窝网络中通常包含一个源节点和若干个用户，源节点要发送数据给网络内所有的用户。传统方法中，源节点给用户发包主要是以广播或单播的形式发送。由于用户与源节点的相对位置各不相同，广播或单播的波束需要覆盖最远用户，信号波束的范围越大，信道增益越低，用户所收到信号的接收功率越低，收到包的时间就越长，从而造成传输效率下降和信号损耗提高。
为了解决蜂窝网络信号波束覆盖过大造成传输效率下降的问题，提出一种蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质。
发明内容
本发明实施例提出一种蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质，以至少解决相关技术中蜂窝网络信号波束覆盖过大造成传输效率下降的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种蜂窝网络多播波束选择方法，包括：
源节点计算蜂窝网络的待选多播组合；
计算每个待选多播组合中单用户节点接收数据包的平均时间；
比较各待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间并将平均时间最小的待选多播组合作为选定的多播组合；
排除选定的多播组合中的用户节点，蜂窝网络中剩余节点重复执行上述步骤，直到剩余用户节点数量为0或1时结束。
在一个示例性实施例中，所述源节点计算蜂窝网络的待选多播组合，包括步骤：
源节点获取蜂窝网络内的用户节点信息，所述用户节点信息包括用户节点与源节点的距离、用户节点之间的位置关系；
源节点根据各用户节点的排列组合计算所有的节点组合；
根据各用户节点与源节点的距离和/或各用户节点之间的位置关系计算节点组合的权重值；
当节点组合的权重值小于设定的组合阈值时，在所有的用户节点组合中删除该用户节点组合，剩余的用户节点组合即为蜂窝网络的待选多播组合。
在一个示例性实施例中，所述根据各用户节点与源节点的距离和/或各用户节点之间的位置关系计算节点组合的权重值，包括步骤：
根据不同用户节点与源节点的距离之差计算波束覆盖半径影响值；
根据各用户节点之间的位置的相邻关系和/或各用户节点之间的距离计算波束覆盖范围影响值；
根据波束覆盖半径影响值和/或波束覆盖范围影响值计算波束覆盖难度值；
根据波束覆盖难度值与节点组合的权重值的负相关关系计算节点组合的权重值。
在一个示例性实施例中，所述计算待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间，包括步骤：
通过信令反馈获取待选多播组合中与源节点距离最远的用户节点的信噪比，记为SNR；
根据信噪比计算该用户节点接收到数据包的速率r＝log2(1+SNR)；
计算待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间其中K表示源节点发送数据包的长度，n表示该待选多播组合中节点数量。
在一个示例性实施例中，当剩余用户节点数量为1时，将该用户节点作为一个选定的多播组合。
在一个示例性实施例中，还包括步骤：
根据蜂窝网络多播组合中各用户节点的分布范围计算波束扇区的覆盖宽度；
根据蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的距离计算波束扇区的覆盖半径；
根据波束扇区的覆盖宽度和波束扇区的覆盖半径进行波束成形。
在一个示例性实施例中，所述中继节点的历史传输数据包括历史数据丢失率、历史通信成功率、历史中继次数的任一项或多项组合。
在一个示例性实施例中，所述根据蜂窝网络多播组合中各用户节点的分布范围计算波束扇区的覆盖宽度，包括步骤：
计算蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的连线；
将边缘的两个连线作为波束扇区的边界，以此得到波束扇区的覆盖宽度。
在一个示例性实施例中，所述根据蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的距离计算波束扇区的覆盖半径是计算蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的距离的最大值并以最大值作为波束扇区的覆盖半径。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使计算机执行上述方法。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种蜂窝网络多播波束选择系统，包括：
源节点；
用户节点；
处理器；
存储器；
以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置成由所述源节点的处理器执行，所述程序使计算机执行上述方法。
本发明的蜂窝网络多播波束选择方法、系统及可读存储介质具有的优点是：
(1)根据不同用户节点与源节点的距离之差对波束覆盖半径的影响和各用户节点之间的位置的相邻关系和/或各用户节点之间的距离对波束覆盖范围的影响计算节点组合的权重值并以此排除部分可能的用户节点组合，可以有效排除影响传输效率的多播组合，提高多播组合的选择效率。
(2)计算每个待选多播组合中单用户节点接收数据包的平均时间并以用户接收到数据包的平均时间作为依据多次循环选择多播组合，可以有效选择出蜂窝网络所有用户节点传播时间最短的多播组合，有效提高蜂窝网络的传输效率。
(3)根据蜂窝网络多播组合中各用户节点的分布范围和多播组合中各用户节点与源节点的距离计算波束扇区的覆盖宽度和覆盖半径并以此进行波束成形，可以使得传播波束精准覆盖每个多播组合内的用户节点，避免传统传输方案中波束范围过大造成的带宽浪费，减少信号损耗。
附图说明
图1是本发明实施例的蜂窝网络广播和单播示意图；
图2是本发明实施例的蜂窝网络多播示意图；
图3是本发明实施例的一种蜂窝网络多播波束选择方法的流程图；
图4是本发明实施例的子步骤S01的方法流程图；
图5是本发明实施例的子步骤S013的方法流程图；
图6是本发明实施例的子步骤S02的流程图；
图7是本发明另一实施例的蜂窝网络多播波束选择方法的流程图；
图8是本发明实施例的步骤S1的流程图；
图9是本发明实施例的子步骤S11的流程图；
图10是本发明实施例的一种蜂窝网络多播波束选择系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
当前蜂窝网络中，通常采用广播或单播的形式发送数据，以某个具有三个用户节点的蜂窝网络为例，如图1(a)所示为蜂窝网络广播示意图，如图1(b)所示为蜂窝网络单播示意图。
本发明的技术方案中，多播组定义为蜂窝网络的一组用户节点，源节点单次发送的信号刚好能够覆盖这组用户节点，这些用户节点可以同时收到并且解码这些来自源节点的数据包。覆盖这些多播组用户节点的波束将占用一组连续的扇区。扇区所覆盖的范围由宽度和半径来决定。半径由这组节点中的某个节点来确定，宽度受到这些节点中的最左边缘的节点和最右边缘的节点的限制。
本发明实施例的多播波束选择方法、系统及可读存储介质中，使用多播波束来给用户发送信号。以某个具有三个用户节点的蜂窝网络为例，多播的波束选择性多，如图2(a)所示，将用户1和用户2组成一个多播组，这个多播组的两个用户的波束占用一组连续的扇区，该扇区的边界由最左边的节点1和最右边的节点2来确定，扇区的半径由距离最远的节点2确定。每次波束发包使该多播组里的节点1和2接收到数据包并进行解码。
如图2(b)所示，用户2和用户3也可以组成一个多播组，发送给该多播组的信号覆盖用户2和用户3。如图2(c)所述，用户1和用户3也可以组成一个多播组，发送给该多播组的信号覆盖用户1和用户3。
本发明实施例的一种蜂窝网络多播波束选择方法，流程图如图3所示，包括步骤：
S01、源节点计算蜂窝网络的待选多播组合；
S02、计算每个待选多播组合中单用户节点接收数据包的平均时间；
S03、比较各待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间并将平均时间最小的待选多播组合作为选定的多播组合；
S04、排除选定的多播组合中的用户节点，蜂窝网络中剩余节点重复执行上述步骤，直到剩余用户节点数量为0或1时结束。
在一个示例性实施例中，所述步骤S01，流程图如图4所示，包括步骤：
S011、源节点获取蜂窝网络内的用户节点信息；所述用户节点信息包括用户节点与源节点的距离、用户节点之间的位置关系；
S012、源节点根据各用户节点的排列组合计算所有的节点组合；
S013、根据各用户节点与源节点的距离和/或各用户节点之间的位置关系计算节点组合的权重值；
S014、当节点组合的权重值小于设定的组合阈值时，在所有的用户节点组合中删除该用户节点组合，剩余的用户节点组合即为蜂窝网络的待选多播组合。
本实施例中，源节点为蜂窝网络基站，基站获取蜂窝网络中的所有用户节点信息，包括用户节点与源节点的距离、用户节点之间的位置关系。以如图2所示的蜂窝网络为例，蜂窝网络内共有3个用户节点，获取3个用户节点与源节点的距离和用户节点之间的位置关系，根据3个用户节点排列组合得到所有的节点组合为{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}，根据各用户节点与源节点的距离和/或各用户节点之间的位置关系计算节点组合的权重值z，事先根据蜂窝网络的数据传输时延要求或网络质量等设定组合阈值Z，当节点组合的权重值x<X时，在所有的用户节点组合中删除该用户节点组合，剩余的用户节点组合即为蜂窝网络的待选多播组合。其中，当节点组合为单独节点时，令该节点组合的权重值x＝P，P是事先设定的单播权重值且满足P>X。本实施例中单播权重P＝0.6，组合阈值X＝0.5。
在一个示例性实施例中，所述子步骤S013，流程图如图5所示，包括步骤：
S0131、根据不同用户节点与源节点的距离之差计算波束覆盖半径影响值；
S0132、根据各用户节点之间的位置的相邻关系和/或各用户节点之间的距离计算波束覆盖范围影响值；
S0133、根据波束覆盖半径影响值和/或波束覆盖范围影响值计算波束覆盖难度值；
S0134、根据波束覆盖难度值与节点组合的权重值的负相关关系计算节点组合的权重值。
本实施例中，所述根据不同用户节点与源节点的距离之差计算波束覆盖半径影响值是根据用户节点与源节点的距离之差与波束覆盖半径影响值的正相关关系计算波束覆盖半径影响值，波束覆盖半径影响值用变量u表示。
所述根据各用户节点之间的位置的相邻关系和/或各用户节点之间的距离计算波束覆盖范围影响值，是：根据各用户节点之间相隔的扇区数量与波束覆盖范围影响值的正相关关系计算波束覆盖范围影响值、根据各用户节点之间的距离与波束覆盖范围影响值的正相关关系计算波束覆盖范围影响值、根据各用户节点之间相隔的扇区数量和各用户节点之间的距离与波束覆盖范围影响值的正相关关系计算波束覆盖范围影响值。用户节点之间的位置相隔的扇区数量用变量m表示，用户节点之间的距离用变量s表示，波束覆盖范围影响值用变量v表示。
表A中A1～A3表示计算波束覆盖范围影响值的不同实施方式。
表A 计算波束覆盖范围影响值的不同实施方式
所述根据波束覆盖半径影响值和/或波束覆盖范围影响值计算波束覆盖难度值是根据波束覆盖半径影响值和/或波束覆盖范围影响值与波束覆盖难度值的正相关关系计算波束覆盖难度值，波束覆盖难度值用变量z表示。
表B中B1～B3表示计算波束覆盖难度值的不同实施方式，其中表B中涉及的波束覆盖半径影响值u、波束覆盖范围影响值v采用上述实施方式中的公式得到。
表B 计算波束覆盖难度值的不同实施方式
在一个示例性实施例中，步骤S0134、根据波束覆盖难度值与节点组合的权重值的负相关关系计算节点组合的权重值，包括：
根据表B中任一项计算得到某节点组合中各节点的波束覆盖难度值z；
当节点组合内节点数量为1时，计算该节点组合的权重值x＝P，P是事先设定的单播权重值；
当节点组合内节点数量为2时，根据该节点组合的波束覆盖难度值z计算该节点组合的权重值或x＝e2·zr3，其中e1、e2、e3是事先训练得到的计算系数。
当节点组合内节点数量大于2时，计算节点组合中两两组合的波束覆盖难度值的平均值或计算节点组合中两两组合的波束覆盖难度值的最大值或计算节点组合中两两组合的波束覆盖难度值的最小值，记为y，以此计算该节点组合的权重值或x＝e5·yr6，其中e4、e5、e6是事先训练得到的计算系数。
本实施例中，节点组合{1},{2},{3}中节点数量为1，权重值x1＝x2＝x3＝P＝0.6>组合阈值X＝0.5，选为待选多播组合；
节点组合{1,2},{2,3},{1,3}中节点数量为2，根据表B中任一项所述方法计算得到节点组合{1,2}的波束覆盖难度值z12＝0.7，节点组合{1,3}的波束覆盖难度值z12＝0.8，节点组合{2,3}的波束覆盖难度值z12＝0.8，事先训练得到的计算系数e1＝0.6，计算节点组合{1,2}的权重值计算节点组合{1,3}的权重值计算节点组合{2,3}的权重值权重值x12>X＝0.5，权重值x13>X＝0.5，权重值x23>X＝0.5，均选为待选多播组合；
节点组合{1,2,3}中节点数量为3，根据表B中任一项所述方法计算得到节点组合{1,2}的波束覆盖难度值z12＝0.7，节点组合{1,3}的波束覆盖难度值z12＝0.8，节点组合{2,3}的波束覆盖难度值z12＝0.8，计算节点组合中两两组合的波束覆盖难度值的平均值y＝0.77，事先训练得到的计算系数e4＝0.6，计算节点组合{1,2,3}的权重值选为待选多播组合；
因此，源节点计算得到蜂窝网络的待选多播组合为{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}。
在一个示例性实施例中，所述步骤S02，流程图如图6所示，包括：
S021、通过信令反馈获取待选多播组合中与源节点距离最远的用户节点的信噪比，记为SNR；
S022、根据信噪比计算该用户节点接收到数据包的速率r＝log2(1+SNR)；
S023、计算待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间其中K表示源节点发送数据包的长度，n表示该待选多播组合中节点数量。
本实施例中，所述信令反馈是指源节点向用户节点发送信令，用户节点收到信令后记录当前信噪比值并反馈给源节点，源节点以此获得各用户节点的信噪比值SNR；获取某待选多播组合中与源节点距离最远的用户节点(例如节点组合{1,2}中用户节点2距离源节点最远)，根据香农公式计算该用户节点接收到数据包的速率r＝log2(1+SNR)；以该用户节点的接收速率计算待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间其中K表示源节点待发送数据包的长度，n表示该待选多播组合中节点数量。
根据上述步骤计算所有节点组合{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}的用户节点接收数据包的平均时间。
本实施例中，步骤S03中，比较各待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间并将平均时间最小的待选多播组合作为选定的多播组合。本实施例中，用户组合{2,3}的用户节点接收数据包的平均时间最小，该用户组合{2,3}为选定的多播组合。
本实施例中，步骤S04中，排除选定的多播组合{2,3}中的用户节点，即用户节点2和用户节点3，蜂窝网络中剩余节点数量为1，此时结束循环。
在一个示例性实施例中，当剩余用户节点数量为1时，将该用户节点作为一个选定的多播组合。本实施例中，蜂窝网络中剩余节点数量为1，蜂窝网络中剩余节点为用户节点1，则将该节点作为一个选定的多播组合，即多播组合为{2,3}和{1}。
另一种优选实施方式中，本发明的一种蜂窝网络多播波束选择方法，流程图如图7所示，包括步骤：
(1)初始化，令其中U表示所有已受到服务的用户集合，π表示已收到数据包的多播组的集合，表示空集；在全体用户节点中找到所有的多播组，并将其个数记为M；
(2)令i＝1；
(3)在第i个多播组中，寻找该多播组中距离源节点最远的用户节点，并获取信噪比SNRi；
(4)根据香农公式r＝log2(1+SNR)计算出该多播组中最远的用户收到包的速率；
(5)根据计算出使该多播组的所有用户都收到包的平均单用户所需时间，其中U代表所有已受到服务的用户集合，Gi表示第i个多播组中所含用户的集合，Gi\U表示第i个多播组中未受到服务的用户的集合，|Gi\U|表示第i个多播组中未受到服务的用户的个数；
(6)判断i是否等于1，若是，进入步骤(7)；否则，进入步骤(8)；
(7)令τ←τi，将第i个多播组记为S；进入步骤(10)；
(8)判断τ是否大于τi，若是，进入步骤(9)；否则，进入步骤(10)；
(9)令τ←τi，将第i个多播组记为S；
(10)令i＝i+1，进入步骤(11)；
(11)判断i是否大于M，若是，进入步骤(12)；否则，返回步骤(3)；
(12)更新已收到包的用户集合U＝U∪S，更新已收到包的多播组的集合π＝π∪{S}；
(13)判断U是否等于N，S表示所有用户节点的集合，若是，传输结束；否则，返回步骤(2)。
本实施例中，源节点要向3个用户传送1个包。第i个多播组用Gi来表示。τ(Gi)表示第i个多播组的所有用户都收到包的时间。ri表示第i个多播组的传输速率。SNRi表示第i个多播组中离源节点最远的用户的信噪比。K表示要发送的数据包的长度。N表示全体用户的集合。
用户所在的小区平均分成八个扇区。从12点方向开始，按照顺时针方向，对扇区进行编号1-8。现在第2个扇区，第4个扇区，第7个扇区分别有一个用户。因此，此时共有{1},{2},{3},{1,2},{2,3},{1,3},{1,2,3}这七种可能。i一开始初始值为1。
对于多播组{1}，其最小的信噪比是5.7。根据香农公式ri＝log2(1+SNRi)计算出该多播组中最小信噪比的节点收到包的速率是2.7。根据计算出该多播组的所有节点都收到包所需要的平均单位用户时间为3.7。
此时i的值是1，因此将第一个多播组G1的平均单位用户时间3.7赋值给τ，作为当前所有多播组中单位用户时间中的最短值。同时将第一个多播组G1记为S。
由于此时的τ＝τ1，令i＝i+1＝2。
此时i的值是2<M＝7,返回步骤(3)。
对于多播组{2}，其最小的信噪比是7.9。根据香农公式ri＝log2(1+SNRi)计算出该多播组中最小信噪比的节点收到包的速率是3.1。根据计算出该多播组的所有节点都收到包所需要的平均单位用户时间为3.2。
此时i的值是2，又τ>τ2，所以将第二个多播组G2的平均单位用户时间3.2赋值给τ。同时将第二个多播组G2记为S。
令i＝i+1＝3<M＝7,返回步骤(3)。
对于多播组{3}，其最小的信噪比是6.5。根据香农公式ri＝log2(1+SNRi)计算出该多播组中最小信噪比的节点收到包的速率是2.9。根据计算出该多播组的所有节点都收到包所需要的平均单位用户时间为3.4。
此时i的值是3，又τ<τ2，所以τ的值不变。
令i＝i+1＝4<M＝7,返回步骤(3)。
对于多播组{1,2}，其最小的信噪比是5.7。根据香农公式ri＝log2(1+SNRi计算出该多播组中最小信噪比的节点收到包的速率是2.7。根据计算出该多播组的所有节点都收到包所需要的平均单位用户时间为1.85。
此时i的值是4，又τ>τ2，所以将第四个多播组G4的平均单位用户时间1.85赋值给τ。同时将第四个多播组G4记为S。
令i＝i+1＝5<M＝7,返回步骤(3)。
对于多播组{2,3}，其最小的信噪比是6.5。根据香农公式ri＝log2(1+SNRi计算出该多播组中最小信噪比的节点收到包的速率是2.9。根据计算出该多播组的所有节点都收到包所需要的平均单位用户时间为1.7。
此时i的值是5，又τ>τ2，所以将第五个多播组G5的平均单位用户时间1.7赋值给τ。同时将第五个多播组G5记为S。
令i＝i+1＝6<M＝7,返回步骤(3)。
对于多播组{1,3}，其最小的信噪比是5.7。根据香农公式ri＝log2(1+SNRi)计算出该多播组中最小信噪比的节点收到包的速率是2.7。根据计算出该多播组的所有节点都收到包所需要的平均单位用户时间1.85。
此时i的值是6，又τ<τ2，所以τ的值不变。
令i＝i+1＝7＝M＝7,返回步骤(3)。
对于多播组{1,2,3}，其最小的信噪比是5.7。根据香农公式ri＝log2(1+SNRi)计算出该多播组中最小信噪比的节点收到包的速率是2.7。根据计算出该多播组的所有节点都收到包所需要的平均单位用户时间1.85。
此时i的值是7，又τ<τ2，所以τ的值不变。
令i＝i+1＝8>M＝7。进入步骤(12)。
多播组S为{2，3}，包括用户节点2和用户节点3。更新已收到包的用户集合U＝U∪S＝{2,3}，更新已收到包的多播组的集合π＝π∪{S}＝{{2,3}}。
此时已收到包的用户有2和3，只剩下用户1还未收到。因此将剩下的用户1作为多播组进行传输。将多播组{1}记为S。
更新已收到包的用户集合U＝U∪S＝{1,2,3}，更新已收到包的多播组的集合π＝π∪{S}＝{{1},{2,3}}。此时U＝N＝{1,2,3}，传输结束。
另一种优选实施方式中，还包括步骤S1，流程图如图8所示，步骤S1包括：
S11、根据蜂窝网络多播组合中各用户节点的分布范围计算波束扇区的覆盖宽度；
S12、根据蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的距离计算波束扇区的覆盖半径；
S13、根据波束扇区的覆盖宽度和波束扇区的覆盖半径进行波束成形。
在一个示例性实施例中，所述步骤S11，流程图如图9所示，包括步骤：
S111、计算蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的连线；
S112、将边缘的两个连线作为波束扇区的边界，以此得到波束扇区的覆盖宽度。
本实施例中，以上述实施例中得到的多播组合{2,3}和{1}为例，多播组合{2,3}中各用户节点与源节点的连线组成波束扇区的边界，以此得到波束扇区的覆盖宽度。
在一个示例性实施例中，所述步骤S12，计算蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的距离的最大值并以最大值作为波束扇区的覆盖半径。本实施例中，以上述实施例中得到的多播组合{2,3}和{1}为例，多播组合{2,3}中用户节点2与源节点的距离最大，以用户节点2与源节点的距离作为波束扇区的覆盖半径。
步骤S13中，根据波束扇区的覆盖宽度和波束扇区的覆盖半径进行波束成形，得到的波束成形图如图2(b)中扇形区域所示。
本发明实施例的一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使计算机执行上述任一实施例的方法。
本发明实施例的一种蜂窝网络多播波束选择系统，结构示意图如图10所示，包括：
源节点；
用户节点；
处理器；
存储器；
以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置成由所述源节点的处理器执行，所述程序使计算机执行上述任一实施例的方法。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种蜂窝网络多播波束选择方法，其特征在于，包括：
源节点计算蜂窝网络的待选多播组合；所述源节点计算蜂窝网络的待选多播组合，包括：源节点获取蜂窝网络内的用户节点信息；所述用户节点信息包括用户节点与源节点的距离、用户节点之间的位置关系；源节点根据各用户节点的排列组合计算所有的节点组合；根据各用户节点与源节点的距离和/或各用户节点之间的位置关系计算节点组合的权重值；当节点组合的权重值小于设定的组合阈值时，在所有的用户节点组合中删除该节点组合，剩余的用户节点组合即为蜂窝网络的待选多播组合；
所述根据各用户节点与源节点的距离和/或各用户节点之间的位置关系计算节点组合的权重值，包括：根据不同用户节点与源节点的距离之差计算波束覆盖半径影响值；根据各用户节点之间的位置的相邻关系和/或各用户节点之间的距离计算波束覆盖范围影响值；根据波束覆盖半径影响值和/或波束覆盖范围影响值计算波束覆盖难度值；根据波束覆盖难度值与节点组合的权重值的负相关关系计算节点组合的权重值
计算每个待选多播组合中单用户节点接收数据包的平均时间；
比较各待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间并将平均时间最小的待选多播组合作为选定的多播组合；
排除选定的多播组合中的用户节点，蜂窝网络中剩余节点重复执行上述步骤，直到剩余用户节点数量为0或1时结束；
根据蜂窝网络选定的多播组合中各用户节点的分布范围计算波束扇区的覆盖宽度；根据蜂窝网络选定的多播组合中各用户节点与源节点的距离计算波束扇区的覆盖半径；根据波束扇区的覆盖宽度和波束扇区的覆盖半径进行波束成形。
2.根据权利要求1所述的蜂窝网络多播波束选择方法，其特征在于，所述计算每个待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间，包括步骤：
通过信令反馈获取待选多播组合中与源节点距离最远的用户节点的信噪比，记为SNR；
根据信噪比计算该用户节点接收到数据包的速率r＝log2(1+SNR)；
计算待选多播组合单用户节点接收数据包的平均时间其中K表示源节点发送数据包的长度，n表示该待选多播组合中节点数量。
3.根据权利要求1所述的蜂窝网络多播波束选择方法，其特征在于，当剩余用户节点数量为1时，将该用户节点作为一个选定的多播组合。
4.根据权利要求1所述的蜂窝网络多播波束选择方法，其特征在于，所述根据蜂窝网络选定的多播组合中各用户节点的分布范围计算波束扇区的覆盖宽度，包括步骤：
计算蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的连线；
将边缘的两个连线作为波束扇区的边界，以此得到波束扇区的覆盖宽度。
5.根据权利要求1所述的蜂窝网络多播波束选择方法，其特征在于，所述根据蜂窝网络选定的多播组合中各用户节点与源节点的距离计算波束扇区的覆盖半径是计算蜂窝网络多播组合中各用户节点与源节点的距离的最大值并以最大值作为波束扇区的覆盖半径。
6.一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使计算机执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
7.一种蜂窝网络多播波束选择系统，其特征在于包括：
源节点；
用户节点；
处理器；
存储器；
以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在存储器中，并且被配置成由所述源节点的处理器执行，所述程序使计算机执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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