[發(fā)明專利]一種萊斯衰落信道條件下的D2D協(xié)作傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710238088.4
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107070515B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 史鋒峰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0417;H04B7/0456;H04W72/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種萊斯衰落信道條件下的D2D協(xié)作傳輸方法，包括以下步驟(1)調度參與協(xié)作傳輸?shù)男^(qū)用戶和D2D用戶；(2)估算小區(qū)用戶US₀和D2D鏈路接收端用戶D₁的多普勒頻偏，獲得信道延時相關系數(shù)；(3)評估兩種傳輸模式獲得的性能增益，基站確定將采用的協(xié)作傳輸模式；(4)用戶估計各自的信道信息，并將這些信息量化后反饋給基站；(5)在選中模式的預編碼方案下進行數(shù)據傳輸。本發(fā)明協(xié)作傳輸方法的可達速率可以較好地擬合實際系統(tǒng)的統(tǒng)計特性，利用此閉式表達式，可以在系統(tǒng)實際反饋信道信息之前，就幫助基站迅速有效地做出判決，然后根據協(xié)作需求，用戶僅向基站反饋必需的信道狀態(tài)信息，降低反饋鏈路傳輸負荷。

技術領域

本發(fā)明涉及移動通信多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的協(xié)作傳輸方法，尤其是一種萊斯衰落信道條件下的D2D協(xié)作傳輸方法。

背景技術

針對蜂窩移動通信系統(tǒng)中，部分用戶面臨的有用信號功率低而干擾信號功率高，無法有效獲得高數(shù)據傳輸速率的難點，近年來不斷有學者提出可以通過設備與設備(Device-to-Device，D2D)之間建立直接的通信鏈路來有效提高用戶的數(shù)據速率。

這種D2D技術在已有蜂窩移動通信環(huán)境中，使得位于小區(qū)邊緣的用戶可以通過共享小區(qū)其他用戶的頻率資源，與鄰近的終端直接建立鏈路進行數(shù)據傳輸。由于D2D通信的兩個用戶之間的距離非常近，可以利用較小的發(fā)射功率來獲得較高的數(shù)據傳輸速率，利用復用技術充分挖掘空間資源，最大限度地提高頻譜利用率和功率效率。

近距離D2D用戶之間的無線鏈路極大程度上可能存在視距路徑，無線信道更可能擬合萊斯信道模型，萊斯衰落信道傳輸性能的分析向來是無線通信領域的難點，當視距主信號幅度峰值趨向于0，D2D鏈路視距能量與非視距能量的比率K→-∞時，萊斯分布轉變?yōu)槠涮乩齊ayleigh瑞利分布。

D2D鏈路的引入將不可避免地會帶來顯著的同頻干擾(ICI)，制約了系統(tǒng)可達傳輸速率的提升。基站在發(fā)送信號時，有兩種常用的預編碼處理模式，最大化速率(maximumrate,MR)預編碼和干擾消除(interference cancellation,IC)預編碼模式：在IC模式下，基站利用D2D用戶D₁反饋的信道信息對其做干擾抑制；在MR模式下，基站需要獲取小區(qū)用戶US₀反饋的信道信息，對小區(qū)通信鏈接做最大化速率預編碼處理。兩種協(xié)作模式的不同在于在IC模式下，基站不僅需要小區(qū)用戶US₀反饋的信道信息，同時需要D2D用戶D₁反饋的信道信息，需要額外地反饋信道信息來消除D2D用戶受到的干擾；而在MR模式下，基站僅需要小區(qū)用戶US₀反饋的信道狀態(tài)信息，因而反饋鏈路負荷明顯減小，系統(tǒng)延時也會隨之降低。

現(xiàn)有的MR和IC模式評估方案都是建立在假設基站能夠獲知理想信道信息的基礎上，但是在實際應用場景中，無論是時分雙工(TDD)還是頻分雙工(FDD)系統(tǒng)，這一假設都很難得到滿足。若系統(tǒng)采用時分雙工(TDD)，發(fā)送端可以通過互易性原理，在基站估計上行鏈路信道信息并將其作為下行鏈路的信道信息，但是上行鏈路和下行鏈路并不是完全對稱的，因而基站通過互易性獲得的信道信息中就不可避免就存在估計誤差。若系統(tǒng)采用頻分雙工(FDD)，通常由用戶終端來估計下行鏈路信道信息，然后用戶通過反饋鏈路將下行鏈路的信道信息反饋給基站，但是實際系統(tǒng)中用戶可以反饋的信息量是有限的。用戶為了滿足反饋鏈路的容量要求，往往是先將信道信息進行量化，然后將量化后的信息通過有限的比特反饋給基站，最后基站根據此反饋信息盡可能地恢復出信道信息。這種方案就會導致基站獲得的系統(tǒng)信道信息與真實的信道信息之間存在一定的量化誤差，此量化誤差的大小由反饋鏈路的容量決定。此外采用反饋機制時還有反饋鏈路帶來的信息延時問題，即基站獲得的反饋信息并不是當前時刻的信道信息，而是在一段延時之前的信道信息。

在上述諸多因素的影響下，基站獲得的下行鏈路信息與真實的信道信息并不完全匹配，導致基于理想信道信息的自適應傳輸方案性能顯著下降。

發(fā)明內容