[發明專利]一種蜂窩終端直通系統中資源分配和資源復用聯合方法

無效

• 申請號: 201310172373.2
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103260258A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 趙夙;安然;孫君;邵世祥
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W76/02
• 分類號: H04W76/02;H04W72/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及蜂窩小區中兩種類型用戶的資源非正交復用問題——D2D用戶復用傳統蜂窩用戶的資源。根據路徑損耗比較和尋找最小信道增益值得出最優資源復用原則，屬于無線通信技術領域。

背景技術

蜂窩移動通信終端直通技術（D2D,Device-to-Device）是近幾年移動通信領域新興的一個研究課題。在傳統的蜂窩移動通信系統中，兩個移動終端之間的通信必須要通過基站的調度，通過基站處的調度器分配頻譜資源和信道來進行通信。在引入D2D技術之后，系統中兩個移動終端如果想要通信，未必就是通過基站轉發而通信。D2D技術是一種終端到終端直通的通信方式，它被提出可以作為LTE系統的輔助通信方式，即可能在將來的移動通信系統下，大部分移動用戶通過基站轉發的方式通信，少量滿足特定條件的移動用戶通過終端直通的方式通信。

D2D通信技術的核心思想是，當兩個移動終端距離很近時，它們可以直接通信，而不必經過基站的上下行鏈路轉發通信。直通鏈路選擇本小區里此刻空閑的其他蜂窩用戶的資源，通過復用蜂窩用戶的頻譜資源實現終端直接通信。移動用戶直通的整個過程是由基站控制的，基站控制頻譜資源的分配和通信信令的傳輸。D2D直通適用于當兩個移動終端距離較近且需要傳輸大量的視頻流、媒體在線或者文件共享等情況，這類大容量內容下載如果可以直接通過D2D進行會避免造成基站的擁塞。

D2D通信作為蜂窩網絡的補充，在某些通信場景下使得移動通信變得更高效、更方便。對于下一代蜂窩網絡的通信需求，D2D通信的優勢顯而易見。隨著D2D通信技術的進一步研究和深入，我們相信它為蜂窩網絡帶來的性能改善將能更有效的促進滿足未來LTE系統的需求，因此D2D通信技術的研究有著深遠的意義。

但是，D2D技術的引入給蜂窩系統同樣帶來了不利影響。D2D技術基于非正交的資源復用，使得小區中兩種類型的用戶通信產生互相干擾。因此，如何把干擾控制在可接受范圍內，并通過D2D通信提高頻譜利用效率成為亟待解決的重要問題。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種蜂窩終端直通系統中資源分配和資源復用聯合方法，通過小區中兩種類型用戶的資源非正交復用，達到節省頻譜、提高頻譜利用率的效果，同時應對資源復用引入的干擾問題，通過最優資源復用原則使干擾降到最小。

技術方案：本發明是一種蜂窩終端直通系統中資源分配和資源復用聯合方法。它包括兩個部分，蜂窩用戶的資源分配問題和D2D用戶的資源復用問題。蜂窩用戶的資源分配問題采用比例公平算法，D2D用戶的資源復用問題采用最優資源復用原則，通過比較路徑損耗和尋找最小信道增益得到D2D用戶的最適合資源，完成資源復用。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

以蜂窩用戶上行資源調度為例，基站處的調度器，根據上行信道頻譜選擇性的信道質量指標CQI等信息，動態地為移動終端UE選擇合適的物理資源塊PRB進行數據傳輸。資源調度過程包括采用何種資源分配方式，并通過控制信道通知給移動終端。

在上行調度過程中基站和UE需要進行一些信息的交互，上行調度過程分為三個主要步驟：首先，UE按照事件觸發的機制或周期性的向基站匯報緩存狀態、隊首時延、CQI等信息；其次，基站根據獲得的各UE的緩存狀態等信息、QoS要求及系統的資源狀況，按照預定的資源調度算法，對各用戶進行調度、分配系統資源，并將資源分配結果通過下行信令信道通知UE；最后，UE根據分配得到的上行資源進行上行數據傳輸。

在傳統蜂窩用戶的資源分配部分，為了取得高的系統性能并兼顧用戶公平性，采用比例公平算法進行資源分配。

比例公平算法的流程簡述如下：

1.調度。

在每個調度開始時刻，在每個RB資源上，根據優先級公式計算用戶的優先級，然后按照優先級從大到小的順序排列，在N個用戶中具有最高a(t)值的用戶被調度。

2.更新用戶的平均速率。