[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于D2D用戶(hù)對(duì)的位置為其和蜂窩用戶(hù)選擇資源復(fù)用模式的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110249251.X
• 申請(qǐng)日: 2011-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102244873A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳力;王彬;陳曉航;張欣;常永宇;楊大成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/14
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/14;H04W72/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是將端到端(Device-to-Device，D2D)技術(shù)應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，D2D用戶(hù)對(duì)復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)中用戶(hù)的資源進(jìn)行通信。或者是其它與在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用D2D技術(shù)有類(lèi)似架構(gòu)特性的通信網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明提出了一種基于D2D用戶(hù)對(duì)的位置為其和蜂窩用戶(hù)選擇資源復(fù)用模式的方法，它可以有效簡(jiǎn)化存在D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站選擇資源復(fù)用模式算法的復(fù)雜度。并在保證蜂窩用戶(hù)最低通信速率的條件下，提高系統(tǒng)整體(包括蜂窩通信和D2D通信)的頻譜效率。本發(fā)明提出的方法具有很強(qiáng)的實(shí)際可操作性。

背景技術(shù)

端到端(Device-to-Device，D2D)通信是一種在蜂窩系統(tǒng)的控制下，允許終端之間通過(guò)復(fù)用小區(qū)內(nèi)資源直接進(jìn)行通信的新型技術(shù)。它具有提高系統(tǒng)頻譜利用率、減少終端電池消耗從而節(jié)省移動(dòng)臺(tái)功率、減低蜂窩小區(qū)基站的負(fù)載、改善系統(tǒng)用戶(hù)公平性、提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的QoS、鞏固下層結(jié)構(gòu)、提供新的服務(wù)等優(yōu)點(diǎn)。且能在一定程度上解決無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)頻譜資源匱乏的問(wèn)題。D2D通信在蜂窩網(wǎng)中是工作在許可頻段，它相對(duì)于工作在非許可頻帶的其它技術(shù)(如藍(lán)牙、WLAN等)具有很多優(yōu)點(diǎn)。只有許可頻段能夠保證提供干擾可控、穩(wěn)定的通信環(huán)境，而非許可頻段提供的服務(wù)不穩(wěn)定，這對(duì)服務(wù)質(zhì)量要求高的業(yè)務(wù)或特定用戶(hù)是很重要的。

在蜂窩架構(gòu)下的D2D通信通過(guò)共享小區(qū)資源來(lái)達(dá)到系統(tǒng)整體性能的提升。若D2D通信分配到正交的信道資源時(shí)，它不會(huì)對(duì)原來(lái)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)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(shí)，D2D通信將會(huì)對(duì)蜂窩鏈路中的接收端造成干擾。在通信負(fù)載較小的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)總性能。但是，由于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的資源有限，考慮到通信業(yè)務(wù)對(duì)頻率帶寬的要求越來(lái)越高，而采用非正交資源共享的方式可以使網(wǎng)絡(luò)有更高的資源利用效率。這也是在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)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(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。例如其中實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的方式，基站可以隨機(jī)選擇小區(qū)內(nèi)的資源；此外，基站還可以盡量選擇距離D2D用戶(hù)對(duì)較遠(yuǎn)的蜂窩用戶(hù)的資源來(lái)進(jìn)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(guò)下面三種模式來(lái)與蜂窩用戶(hù)共享資源：

1.基站轉(zhuǎn)接模式：D2D用戶(hù)對(duì)通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站的轉(zhuǎn)接來(lái)進(jìn)行通信。在此模式下，D2D用戶(hù)與蜂窩用戶(hù)的通信方式一樣。D2D通信獨(dú)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(dú)立的信道資源，并以最大功率進(jìn)行傳輸。這個(gè)模式就是傳統(tǒng)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(dú)立占用一半的信道資源直接進(jìn)行端到端的通信，蜂窩用戶(hù)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(huì)產(chǎn)生干擾。

3.復(fù)用蜂窩用戶(hù)的資源：D2D用戶(hù)將與蜂窩用戶(hù)復(fù)用其資源，相互之間會(huì)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(xié)調(diào)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(wú)論對(duì)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(tǒng)總數(shù)據(jù)速率最大的方式。由于上行鏈路或下行鏈路共享時(shí)，干擾的來(lái)源和大小有所不同，所以在具體實(shí)施時(shí)需要在基站端考慮不同的干擾控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

在有D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，D2D用戶(hù)對(duì)和蜂窩用戶(hù)進(jìn)行資源共享分配時(shí)，為了降低基站端選擇資源共享方案算法的復(fù)雜度，本發(fā)明提出一種基于D2D用戶(hù)對(duì)的位置為其和蜂窩用戶(hù)選擇資源復(fù)用模式的方法。這種方法能在執(zhí)行資源共享時(shí)，極大地降低基站端的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，并有效控制了D2D用戶(hù)對(duì)與其復(fù)用資源的蜂窩用戶(hù)之間的干擾。本發(fā)明的基本原理是：首先通過(guò)精確理論推導(dǎo)、仿真或測(cè)試等可重復(fù)實(shí)現(xiàn)的手段，對(duì)存在D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，得到不同場(chǎng)景下位于小區(qū)內(nèi)不同區(qū)域位置的D2D用戶(hù)對(duì)最優(yōu)的資源復(fù)用模式；然后在對(duì)應(yīng)的實(shí)際場(chǎng)景中，基于之前的分析結(jié)果，根據(jù)D2D用戶(hù)對(duì)的位置確定其復(fù)用蜂窩用戶(hù)資源的模式。