[發明專利]降低D2D信令開銷與頻譜資源干擾的信息終端及其通信方法

有效

• 申請號: 201710097006.9
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106888459B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 陳發堂;周述淇;周佳;李小文;王丹;王華華;劉宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04W28/02;H04W76/10
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種降低D2D信令開銷與頻譜資源干擾的信息終端及其通信方法，首先將D2D服務器植入移動終端，作為一個公用的服務器；其次，在移動終端采用SDN本地控制器植入手機內核中；最后，在移動終端嵌入一個具有轉發功能的轉發實體Open vSwitch虛擬交換機以及一個負責進行D2D通信的移動設備的無線資源映射的無線資源映射器。可有效地減少移動終端與網絡端之間信令的交互次數和延遲，同時有效地避免了D2D用戶與D2D用戶之間、WiFi連接下D2D用戶、WiFi連接下D2D用戶與蜂窩網絡用戶之間以及D2D用戶與蜂窩網絡用戶之間的干擾，減少頻譜資源干擾的同時也提高了頻譜資源的利用率。

技術領域

本發明涉及移動通信技術和無線通信技術領域，涉及一種在采用終端直通(D2D，device-to-device communication)技術進行通信時，在異構網絡中，在其發現階段能夠降低信令開銷以及在通信時降低頻譜資源干擾的信息終端。

背景技術

隨著智能終端的普及和多樣化，爆炸式增長的移動用戶和多媒體服務導致業務過載、頻譜資源瀕臨匱乏等問題。因此，如何有效提升頻譜資源的效率成為了5G通信研究的關鍵性問題之一，而能夠大大提升頻譜效率的基于鄰近服務的D2D也引起了國內外很多學者的關注。RAN1針對D2D技術與蜂窩接入網融合的研究，RAN2針對D2D的網絡架構進行相關的研究，以保證和蜂窩網絡有效的融合，以便使用D2D技術來更有效地提高頻譜利用率，其主要有如下三個應用場景，如圖1所示：

場景1：兩個移動終端在網絡覆蓋范圍內使用D2D技術進行相互通信；

場景2：兩個移動終端在非網絡覆蓋的安全公共網絡下使用D2D技術進行相互通信；

場景3：兩個移動終端中一個在網絡覆蓋范圍內，另一個則未在網絡覆蓋范圍內使用D2D技術進行相互通信。

在上述三個應用場景下，兩個移動用戶設備之間一旦通信鏈路建立成功，其數據的傳輸就無需外部基礎設施輔助，則D2D技術具有提升頻譜利用率、減輕基站壓力、降低端對端的傳輸時延、提高系統網絡性能等優點。因此，D2D技術也將應用于未來具有多樣化應用場景的5G異構網絡中。由于頻譜資源匱乏，因此提出了LTE-U的概念，將使用未授權的頻譜資源(本發明將以WiFi作為一個實例)，例如WiFi、WLAN，因此在未來UE同樣需靈活的與未授權網絡連接下的移動用戶設備進行D2D通信，其場景如圖2所示，面對未來多樣化應用場景需求的不同，而由于5G異構網絡的復雜性、混合性等特點，基于鄰近服務的D2D通信標準化也在逐步形成，這樣使得D2D通信融入未來異構網絡中將面臨如下兩個巨大挑戰：

第一，頻譜資源匱乏，異構網絡中頻譜資源的共享使得D2D用戶本身之間以及D2D用戶和蜂窩用戶之間將造成極大的干擾；

第二，低延遲、能量效率和可擴展性對5G網絡至關重要，而超密集異構網絡使得覆蓋密度和重覆蓋區域增加，大規模的D2D用戶同時接入將會導致高信令開銷以及延長端對端等待時間；

第三，在非蜂窩網絡下無法對D2D通信的移動用戶進行授權。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種在發現階段可適當地降低信令開銷以及減少基站與移動終端之間信令交互的來回次數，同時可有效地減少端對端等待時間；其在通信階段，降低由于頻譜資源的共享將使得D2D用戶本身之間以及D2D用戶和蜂窩用戶之間將造成極大的干擾的降低D2D信令開銷與頻譜資源干擾的信息終端及其通信方法。本發明的技術方案如下：

一種降低D2D信令開銷與頻譜資源干擾的信息終端，包括移動終端，其還包括嵌入在移動終端內核的D2D服務器，及軟件定義網絡(Software Defined Network，SDN)本地控制器、Open vSwitch虛擬交換機、無線資源映射器；其中所述D2D服務器結合了鄰近服務(Proximity Service，ProSe)功能實體和ProSe應用服務器的功能；