[發明專利]一種D2D用戶對可同時復用多個蜂窩用戶資源的方法

有效

• 申請號: 201110007244.9
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102083138B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 陳力;王彬;陳曉航;張欣;常永宇;楊大成
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W28/06
• 分類號: H04W28/06;H04W72/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.將端到端(Device-to-Device，D2D)技術應用于蜂窩網絡，D2D用戶對可同時復用蜂窩網絡中多個用戶的資源進行通信的方法。增加這種方法后，根據系統總體性能參數最優的資源共享模式的選擇方案和資源分配策略。

2.基于包括系統中的網絡架構、通信設備、可用發射功率以及通信頻段等通信資源，針對由各通信資源的不同劃分和組合而構成的通信信道，將D2D技術應用于蜂窩網絡中并允許D2D用戶對可以同時復用多個蜂窩用戶的資源，可以有效提高系統總的數據速率(同時包括D2D用戶對和蜂窩用戶的數據速率)。在這種方案中，基于存在D2D通信的蜂窩網絡模型，根據D2D通信復用蜂窩用戶的資源的原理和方法，設定的方案的實現步驟為：

步驟1：蜂窩用戶和D2D用戶向基站端反饋信道信息。也有可能只有蜂窩用戶向基站端反饋信息，這和具體系統架構相關。

步驟2：基站確定各資源共享模式下的資源分配方案，并計算各模式的系統總的數據速率。

基站轉接模式的資源分配和速率計算：在此模式下，D2D通信與蜂窩用戶類似，靠基站為其轉接需要傳輸的信息。在分配資源時，可以使用傳統的調度算法(如正比公平、輪循等)。并優先考慮為蜂窩用戶分配資源再為D2D用戶對分配資源。在這種模式下，系統能達到的總數據速率可表示為RB：

RB=Σi=1NRBC,i+Σi=jMRBD,j]]>

其中R_BC，i和R_BD，i分別表示在此模式下的各個蜂窩用戶和D2D用戶對可達到的數據速率。它們是根據各自的信道狀態和分配到的資源估算出的數據速率。

正交資源共享模式的資源分配和速率計算：此模式一般適用于負載較輕的網絡。在分配資源時，基站優先考慮為蜂窩用戶分配最適合它們的資源，然后為D2D用戶對之間的通信分配剩下的資源。蜂窩用戶的資源分配仍可以使用傳統的調度算法，在這種模式下，系統能達到的總數據速率可表示為R_O：

RO=Σi=1NROC,i+Σi=jMROD,j]]>

其中R_OC，i和R_OD，i分別表示在此模式下的各個蜂窩用戶和D2D用戶對可達到的數據速率。它們是根據各自的信道狀態和分配到的資源估算出的數據速率。

D2D用戶對同時復用多個蜂窩用戶的資源的分配和速率計算：此模式一般適用于距離基站較遠的D2D用戶對。基站首先為蜂窩用戶按傳統的調度算法分配所有的系統資源，然后考慮當D2D用戶對采用非正交資源共享模式同時復用K(＜N)個用戶的資源時，系統總數據速率為R_K，它可以表示為：

RK=Σi=1NRKC,i+Σi=jMRKD,j]]>

其中R_KC，i和R_KD，i分別表示在此模式下的各個蜂窩用戶和D2D用戶對可達到的數據速率。它們是根據各自的信道狀態和分配到的資源估算出的數據速率。這其中包括k＝1，2，...，K(即同時復用k個用戶的資源)各種情況下的系統總數據速率，及每種情況下從N個蜂窩用戶中選擇k個不同的蜂窩用戶來進行資源復用情況下的系統總數據速率。而且蜂窩網絡中上行或者下行的資源都可以被D2D用戶對復用。

步驟3：基站端根據各模式下系統總數據速率為每對D2D用戶選擇能使系統總的數據速率最大的資源共享模式進行數據傳輸，并根據資源共享模式確定蜂窩用戶和D2D用戶分配資源。具體算法如下：

Mode＝arg_mmax{R_m|m＝C，O，1，2，...，K}

此模式選擇里包括基站轉接模式C，正交資源共享模式O，D2D?用戶對復用1，2，...或K個蜂窩用戶的資源的模式，并從中為每對D2D用戶選擇最優的資源共享模式。這里需要注意的是：1)各對D2D用戶采取的資源共享模式可以不同；2)在上式中如果采用非正交資源復用的模式，每對D2D用戶可能復用的資源的蜂窩用戶的個數不同；3)在具體實施時，考慮基站端調試算法的復雜度，可以在限制一對D2D復用蜂窩用戶資源的用戶上限數來采用本發明方案。

步驟4基站根據選擇的資源共享模式和資源分配，對D2D用戶對和蜂窩用戶進行功率分配。使用合適的功率控制方案可以進一步減小D2D用戶對和監察用戶之間的干擾。