[發(fā)明專利]蜂窩網(wǎng)絡(luò)中嵌入式D2D環(huán)境下鄰近用戶間的發(fā)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310303816.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103347246A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勇朝;張海林;孫鵬;李丹萍;劉毅;任智源;梁海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/00
• 分類號(hào): H04W4/00;H04W24/00;H04W28/02;H04W56/00
• 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)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及終端直通D2D的鄰近用戶發(fā)現(xiàn)機(jī)制，可用于IMT-A標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)演進(jìn)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

D2D技術(shù)是一種近年來(lái)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界所密切關(guān)注和研究的無(wú)線通信新技術(shù)。所謂嵌入式D2D技術(shù)，是指在不影響整體蜂窩網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的情況下，蜂窩小區(qū)內(nèi)終端設(shè)備之間建立通信鏈路進(jìn)行直接通信，不通過(guò)基站中轉(zhuǎn)的無(wú)線傳輸技術(shù)。通過(guò)引入D2D技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)蜂窩資源的重用、提高傳輸效率、降低終端能耗，進(jìn)而大幅提高蜂窩系統(tǒng)的整體性能。

目前的學(xué)術(shù)研究方向主要集中在系統(tǒng)建模、性能分析、模式選擇、功率控制、資源分配、干擾控制與抵消、以及基于D2D的協(xié)作中繼與網(wǎng)絡(luò)編碼等。而這些問(wèn)題的討論都是基于嵌入式D2D鄰近用戶發(fā)現(xiàn)技術(shù)的。

目前鄰近用戶探測(cè)的主要分為主動(dòng)探測(cè)技術(shù)和被動(dòng)探測(cè)技術(shù)兩種。F.?Baccelli,?N.?Khude,?R.?Laroia,?et.al.?的文章?“On?the?Design?of?Device-to-Device?Autonomous?Discovery”提出了一種適用于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)周期性鄰近用戶探測(cè)技術(shù)，該方案適用于無(wú)中心控制的非許可頻段D2D通信，不能最大化利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)中嵌入式D2D環(huán)境下引入基站作為中心控制參與用戶探測(cè)所帶來(lái)的收益并且對(duì)于正在進(jìn)行通信的用戶也無(wú)法完成探測(cè)過(guò)程。

Jungha?Lee,?Jaheon?Gu,?et.al.?的文章“A?Session?Setup?Mechanism?Based?on?Selective?Scanning?for?Device-to-Device?Communication?in?Cellular?Networks”提出了被動(dòng)事件觸發(fā)性的D2D通信鏈路建立方式該方案與主動(dòng)探測(cè)相比減少了周期性探測(cè)鄰近用戶的開(kāi)銷，但是在通信發(fā)起過(guò)程中進(jìn)行用戶發(fā)現(xiàn)，增加了用戶等待時(shí)間，同時(shí)該方案只適用于源目的用戶間的發(fā)現(xiàn)無(wú)法獲取源目的用戶的周圍鄰近用戶信息，無(wú)法提供足夠的信息使基站進(jìn)行有效合理的模式選擇與資源分配。

在嵌入式D2D系統(tǒng)中，所有在小區(qū)內(nèi)注冊(cè)用戶都可能是目標(biāo)探測(cè)用戶。如何在IMT-A系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效、無(wú)干擾的鄰近用戶探測(cè)是需要進(jìn)一步研究、解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中嵌入式D2D環(huán)境下鄰近用戶間的探測(cè)方法，即在現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，利用基站作為中心控制，實(shí)現(xiàn)高效、無(wú)干擾的鄰近用戶探測(cè)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：

一種蜂窩網(wǎng)絡(luò)中嵌入式D2D環(huán)境下鄰近用戶間的發(fā)現(xiàn)方法，包括如下步驟：?

（1）當(dāng)有新用戶加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶向基站發(fā)起入網(wǎng)申請(qǐng)，在標(biāo)準(zhǔn)蜂窩通信用戶接入過(guò)程基礎(chǔ)上，基站為新入網(wǎng)用戶分配用于鄰近用戶探測(cè)的時(shí)頻資源塊；

（2）未發(fā)起通信的靜默用戶按照分配的時(shí)頻資源塊在規(guī)定的時(shí)間和頻率上，以恒定功率發(fā)送已知的確定信號(hào)，我們將該信號(hào)稱為探測(cè)信號(hào)；

（3）靜默用戶在其他空閑時(shí)隙通過(guò)頻譜檢測(cè)，探測(cè)周圍環(huán)境中靜默用戶的探測(cè)信號(hào)以及通信用戶解調(diào)參考信號(hào)，利用接收的探測(cè)信號(hào)以及解調(diào)參考信號(hào)的時(shí)間、頻率以及接收功率等級(jí)信息，形成鄰近用戶功率等級(jí)列表，并上傳基站，該功率等級(jí)列表包括接收信號(hào)的時(shí)間、頻率以及到達(dá)接收用戶的功率等級(jí)信息；

（4）正在進(jìn)行通信的用戶，包括蜂窩通信用戶和D2D通信用戶，按照已有的通信機(jī)制正常通信，不進(jìn)行鄰近用戶探測(cè)；

（5）基站收到用戶發(fā)送的鄰近用戶功率等級(jí)列表后，對(duì)照探測(cè)時(shí)頻資源分配與用戶的映射關(guān)系以及通信用戶參考信號(hào)頻率與用戶的映射關(guān)系，檢索出用戶的鄰近用戶，并結(jié)合事先已知的探測(cè)信號(hào)發(fā)送功率以及通信用戶發(fā)送功率獲得用戶與鄰近用戶間的平均信道增益；

（6）基站利用靜默用戶的鄰近通信用戶信息，利用信道的互惠性獲得通信用戶的鄰近用戶及功率等級(jí)信息；?

（7）基站結(jié)合靜默用戶鄰近用戶功率等級(jí)信息以及通信用戶鄰近用戶功率等級(jí)信息，獲得全網(wǎng)的網(wǎng)狀拓?fù)洌纬扇W(wǎng)信道增益列表，該全網(wǎng)信道增益列表包括用戶到基站以及用戶之間的平均信道增益。

所述的方法，其中步驟（1）所述的基站為新入網(wǎng)用戶分配用于鄰近用戶探測(cè)的時(shí)頻資源塊，按如下步驟進(jìn)行：?

（1a）新入網(wǎng)用戶搜索小區(qū)主同步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)符號(hào)同步；并根據(jù)主同步信號(hào)搜索輔同步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)幀同步；

（1b）用戶實(shí)現(xiàn)同步后，通過(guò)廣播信道以及物理下行共享信道獲得系統(tǒng)信息，系統(tǒng)信息包括帶寬、上下行配置信息、隨機(jī)接入信道參數(shù)、功控參數(shù)；