[發明專利]一種設備間通信輔助的上行多用戶發送方法

在審

• 申請號: 202010115099.5
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111313947A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 盛彬;張輝;顧佳雯;張佳麗
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452;H04B7/0456;H04W8/00;H04W72/04;H04L25/02
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張偉

本發明公開了一種設備間通信輔助的上行多用戶發送方法，首先，用戶設備（UE）啟動設備與設備通信（D2D）模式下的臨近設備發現過程尋找附近的UE；其次，需要向基站發送數據的臨近UE組成一個虛擬UE，并向基站報告組成情況；然后，基站給該虛擬UE分配D2D資源以及上行（Uplink）通信資源，并估計各真實UE的信道參數，反饋給各真實UE；最后，虛擬UE內的各真實UE利用D2D資源相互交換需要發送的數據，并利用基站反饋的信道信息在上行資源上發送數據給基站。本發明的方法通過在虛擬UE上采用復用技術，能有效提高上行多用戶通信時的頻譜效率；通過在虛擬UE上采用分集技術，能有效提高上行多用戶的通信距離，增大小區的覆蓋范圍。

技術領域

本發明提出了是一種設備間通信(D2D)輔助的上行多用戶發送方法，可以有效提高系統的頻譜效率或增大小區的覆蓋范圍，屬于多輸入多輸出(MIMO)技術中的信號處理領域。

背景技術

MIMO自上世紀90年代末提出以來，經過近十年的論證和研究，目前已作為提升系統容量的核心技術被寫入3GPP LTE、IEEE 802.11、802.16等多個國際通信標準，并在全球范圍內進行商用。通過在發送端和接收端配備多根天線，并利用不同收發天線對間信道的獨立性，MIMO技術能夠在相同的時頻資源上在傳送不同的數據流。理論上已經證明，MIMO信道容量隨發送和接收天線數中的最小者線性增長，在不增加帶寬和天線發送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍提高。在多用戶MIMO(MU-MIMO)中，發送端需要對數據進行預編碼(Precoding)，以消除用戶之間的干擾。在下行(Downlink)，由于基站知道所有用戶的信道和需要傳輸的數據，可以采用類似塊對角化(BD)等高效的預編碼技術。但是，在上行(Uplink)，由于每個用戶不知道其他用戶的信道以及需要傳輸的數據，所以無法采用類似的預編碼技術，因而性能降低較大。

D2D(device to device)技術是指通信網絡中近鄰設備之間直接交換數據信息的技術。通信系統或網絡中，一旦D2D通信鏈路建立起來，傳輸數據就無需核心設備或中間設備的干預，這樣可降通信系統核心網絡的壓力，大大提升頻譜利用率和吞吐量，擴大了網絡容量。相對于其它不依靠基礎網絡設施的直通技術而言，D2D更加靈活，既可以在基站控制下進行連接及資源分配，也可以在無網絡基礎設施的時候進行信息交互，甚至無網絡覆蓋的用戶可以把處在網絡覆蓋中的用戶設備作為中繼，接人網絡。但是現有技術中還沒有利用D2D(device to device)技術進行上行多用戶的發送方法。

在D2D通信的基礎上，本發明提出了一種新的上行多用戶發送方法。該方法通過引入虛擬用戶設備(UE)的概念，將多個用戶與基站之間的連接等效為一個虛擬的單用戶MIMO，從而可以采用各種先進的預編碼技術，有效提高了系統的性能。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種設備間通信輔助的上行多用戶發送方法。針對上行多用戶MIMO系統，引入虛擬UE的概念，通過D2D通信共享需發送的數據和信道信息，將多個UE與基站之間的通信虛擬成單個UE與基站間的通信，從而可采用更先進的預編碼技術，提高了系統性能。

為了實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：一種設備間通信輔助的上行多用戶發送方法，包括以下步驟：

步驟1)、用戶設備(UE)啟動設備與設備通信(D2D)模式下的臨近設備發現過程尋找附近的UE；

步驟2)、需要向基站發送數據的臨近UE組成一個虛擬UE，并向基站報告組成情況；

步驟3)、基站給該虛擬UE分配D2D資源以及上行(Uplink)通信資源，并估計各真實UE的信道參數，反饋給各真實UE；

步驟4)、虛擬UE內的各真實UE利用D2D資源相互交換需要發送的數據；

步驟5)、虛擬UE利用基站反饋的信道在上行資源上發送數據給基站。

有益效果：