[發明專利]一種基于基站定位的D2D用戶對復用蜂窩用戶資源的方法

有效

• 申請號: 201110007220.3
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102123496A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 陳力;陳曉航;王彬;張欣;常永宇;楊大成
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W72/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是將端到端(Device-to-Device，D2D)技術應用于蜂窩網絡，D2D?用戶對復用蜂窩網絡中用戶的資源進行通信。或者是其它與在蜂窩網絡中應用D2D技術有類似架構特性的通信網絡。本發明提出了一種基于基站定位的D2D用戶對復用蜂窩用戶資源的方法，它可以有效簡化存在D2D通信的蜂窩網絡中資源復用算法的復雜度。并在保證蜂窩用戶最低通信速率的條件下，提高系統整體(包括蜂窩通信和D2D通信)的頻譜效率。本發明提出的方法具有很強的實際可操作性。

背景技術

端到端(Device-to-Device，D2D)通信是一種在蜂窩系統的控制下，允許終端之間通過復用小區內資源直接進行通信的新型技術。它具有提高系統頻譜利用率、減少終端電池消耗從而節省移動臺功率、減低蜂窩小區基站的負載、改善系統用戶公平性、提高無線網絡的QoS、鞏固下層結構、提供新的服務等優點。且能在一定程度上解決無線通信系統頻譜資源匱乏的問題。D2D通信在蜂窩網中是工作在許可頻段，它相對于工作在非許可頻帶的其它技術(如藍牙、WLAN等)具有很多優點。只有許可頻段能夠保證提供干擾可控、穩定的通信環境，而非許可頻段提供的服務不穩定，這對服務質量要求高的業務或特定用戶是很重要的。

在蜂窩架構下的D2D通信通過共享小區資源來達到系統整體性能的提升。若D2D通信分配到正交的信道資源時，它不會對原來的蜂窩網絡中的通信形成干擾。若D2D通信被分配到非正交的信道資源時，D2D通信將會對蜂窩鏈路中的接收端造成干擾。在通信負載較小的網絡中，可以為D2D通信分配多余的正交的資源，這樣顯然可以取得更好的網絡總性能。但是，由于蜂窩網絡中的資源有限，考慮到通信業務對頻率帶寬的要求越來越高，而采用非正交資源共享的方式可以使網絡有更高的資源利用效率。這也是在蜂窩網絡中應用D2D通信的主要目的。

在非正交資源共享模式下，基站可以有多種資源分配方式，它們最后能得到不同的性能增益和實現復雜度。例如其中實現最簡單的方式，基站可以隨機選擇小區內的資源；此外，基站還可以盡量選擇距離D2D用戶對較遠的蜂窩用戶的資源來進行資源共享，這樣保證它們之間干擾盡可能地小。目前，D2D通信可以通過下面三種模式來與蜂窩用戶共享資源：

1.基站轉接模式：D2D用戶對通過蜂窩網絡基站的轉接來進行通信。在此模式下，D2D用戶與蜂窩用戶的通信方式一樣。D2D通信獨立占用一半的資源，另一半由蜂窩通信占用。所有的通信都分配以正交獨立的信道資源，并以最大功率進行傳輸。這個模式就是傳統的蜂窩通信模式。

2.正交資源共享模式：D2D通信與蜂窩通信平分資源，獨立占用一半的信道資源直接進行端到端的通信，蜂窩用戶占用另一半信道資源。此模式下，D2D通信與蜂窩通信之間不會產生干擾。

3.復用蜂窩用戶的資源：D2D用戶將與一個蜂窩用戶復用其資源，相互之間會造成干擾。而蜂窩基站為D2D通信和蜂窩通信分配傳輸功率大小，協調相互之間的干擾。

D2D通信可以與蜂窩通信共享上行鏈路資源或下行鏈路資源。無論對于上行鏈路共享還是下行鏈路共享，基站都可以從以上三種資源共享方案中選擇使系統總數據速率最大的方式。由于上行鏈路或下行鏈路共享時，干擾的來源和大小有所不同，所以在具體實施時需要在基站端考慮不同的干擾控制方法。

發明內容

在有D2D通信的蜂窩網絡中，D2D用戶對和蜂窩用戶進行資源共享分配時，為了降低基站端資源共享方案和資源分配算法的復雜度，本發明提出一種基于基站定位的資源復用方法。這種方法能在執行資源共享時，極大地降低基站端的實現復雜度，并有效控制了D2D用戶對與其復用資源的蜂窩用戶之間的干擾。本發明的基本原理是：基站通過對其服務的用戶進行定位，為D2D用戶對選擇距離最遠的一個蜂窩用戶的資源進行復用。

本發明主要針對的是蜂窩網絡中，存在一個或多個D2D用戶對，它們將通過共享蜂窩網絡中的資源來完成通信。設系統中存在N個蜂窩用戶U₁，U₂，...，U_N，M對D2D用戶(D₁，D₂)，(D₃，D₄)，...，(D_2M-1，D_2M)，如果這些用戶向基站反饋信道信息，則下面根據信道信息來執行D2D通信的資源分配，如果基站無法知道用戶的信道信息，則通過其它方法來執行用戶間的資源分配。本發明的具體步驟為：