[發明專利]一種上下行時隙資源與頻率資源二維聯合分配方法與裝置

有效

• 申請號: 201410648473.2
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104469780B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 崔琪楣;陶小峰;劉銀鈞;韓江
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W16/06
• 分類號: H04W16/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種上下行時隙與頻率資源的二維聯合分配方法與裝置。

背景技術

隨著智能手機和電子平板電腦數量的不斷增加，高速率的無線多媒體業務將呈現指數式的增長。然而由于IMT-Advanced系統以基站為中心的小區覆蓋和業務提供方式本身所存在的局限性，其仍存在小區覆蓋，系統容量等方面的問題。此外，當前日益增長的本地數據共享業務需求給IMT-Advanced系統的容量和覆蓋以及服務靈活性提出了較高要求，以基站為中心的小區業務提供模式在適應本地業務的發展方面有明顯的局限性。為了緩解移動業務的持續增長和提高本地業務的靈活性給基礎設備建設帶來的壓力，Device-to-Device(D2D)通信已經被認為是3GPP LTE-A中的關鍵技術。

D2D(Device-to-Device)，即終端直通技術，是指鄰近的終端可以在近距離范圍內通過直連鏈路進行數據傳輸的方式，而不需要通過中心節點(即基站)進行轉發。D2D技術本身的短距離通信特點和直接通信方式使其具有如下優勢：

1.終端近距離直接通信方式可實現較高的數據速率、較低的延遲和較低的功耗，并且對基站進行業務卸載；

2.利用網絡中廣泛分布的用戶終端以及D2D通信鏈路的短距離特點，可以實現頻譜資源的有效利用，獲得資源空分復用增益；

3.D2D的直接通信方式能夠適應如無線P2P等業務的本地數據共享需求，提供具有靈活適應能力的數據服務；

4.D2D直接通信能夠利用網絡中數量龐大且分布廣泛的通信終端以拓展網絡的覆蓋范圍。

D2D模式下有若干種資源復用的方式。一種典型的資源復用方式為：在蜂窩用戶和D2D用戶共存的場景下，所有D2D用戶復用整個頻帶資源來通過直連的方式進行通信。在這種復用方式下，D2D用戶之間的干擾將會嚴重影響到系統的吞吐量。尤其在數據傳輸高峰時期，當D2D用戶對比例急劇增加時，如何有效地對系統的時頻資源進行分配，降低D2D用戶之間的干擾，最大限度的提升系統的容量，成為非常有實際指導意義的一個問題。

D2D模式也是60GHz室內短距離無線通信中的經典場景。60GHz的室內通信一般采用IEEE 802.15協議，其中也存在如何給各個終端分配時隙/資源的問題。IEEE 802.15協議中經典的純TDMA的多址/時隙分配方式，對資源有極大的浪費。因此，找尋在可接受的復雜度范圍內使得系統通信容量最大化的方法顯得非常必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，如何提供一種針對Device to Device模式下的上下行時隙資源與頻率資源的二維聯合分配方案，在可接受的復雜度范圍內，相比傳統的資源分配方式，實現D2D通信系統容量的最大化的關鍵問題。

為此目的，本發明提出了一種上下行時隙與頻率資源二維聯合分配方法，包括具體以下步驟：

S1：上傳用戶終端位置信息以及天線波束配置信息；

S2：通過遺傳算法的上下行時隙資源分配初始化；

S3：通過特定時隙分配結果進行頻率資源分配；

S4：通過對遺傳算法的適應度計算、交叉、變異、迭代收斂過程；

S5：輸出最優結果并下發上下行時隙資源以及頻率資源分配結果。

進一步地，所述步驟S1還包括：用戶終端根據GPS定位系統、基站輔助定位系統和/或Wifi定位系統獲取自身的位置，以及通過上行信令信道將信息反饋給基站。

進一步地，所述步驟S1還包括：用戶終端對自身的天線波束配置信息進行量化編碼，以及將量化編碼通過上行信令信道反饋給基站。

進一步地，所述步驟S2還包括：基站依據遺傳算法準則進行初始化上下行時隙資源分配，初始化過程將生成大小為P的種群，其中，所述種群包括P個二進制編碼序列，P大于等于1。

具體地，生成的所述P個二進制編碼序列編碼內容均不相同。

進一步地，所述步驟S3還包括：基站對P種二進制編碼序列中的每一種確定的上下行時隙分配情況，構建P個干擾圖，以及進行P種對應的頻率資源分配。

進一步地，所述構建干擾圖后，通過貪婪算法準則進行干擾圖著色，其中，著色過程分為兩次著色過程。

具體地，所述著色過程為：首次著色過程為每一個節點至少有一種顏色和/或資源分配，第二次著色為每一個節點有預設值的種類顏色和/或資源分配，其中，每一個節點最終著色大于等于一種顏色。