[发明专利]一种基于D2D用户对的位置为其和蜂窝用户选择资源复用模式的方法

说明书

技术领域

本发明是将端到端(Device-to-Device，D2D)技术应用于蜂窝网络，D2D用户对复用蜂窝网络中用户的资源进行通信。或者是其它与在蜂窝网络中应用D2D技术有类似架构特性的通信网络。本发明提出了一种基于D2D用户对的位置为其和蜂窝用户选择资源复用模式的方法，它可以有效简化存在D2D通信的蜂窝网络中基站选择资源复用模式算法的复杂度。并在保证蜂窝用户最低通信速率的条件下，提高系统整体(包括蜂窝通信和D2D通信)的频谱效率。本发明提出的方法具有很强的实际可操作性。

背景技术

端到端(Device-to-Device，D2D)通信是一种在蜂窝系统的控制下，允许终端之间通过复用小区内资源直接进行通信的新型技术。它具有提高系统频谱利用率、减少终端电池消耗从而节省移动台功率、减低蜂窝小区基站的负载、改善系统用户公平性、提高无线网络的QoS、巩固下层结构、提供新的服务等优点。且能在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。D2D通信在蜂窝网中是工作在许可频段，它相对于工作在非许可频带的其它技术(如蓝牙、WLAN等)具有很多优点。只有许可频段能够保证提供干扰可控、稳定的通信环境，而非许可频段提供的服务不稳定，这对服务质量要求高的业务或特定用户是很重要的。

在蜂窝架构下的D2D通信通过共享小区资源来达到系统整体性能的提升。若D2D通信分配到正交的信道资源时，它不会对原来的蜂窝网络中的通信形成干扰。若D2D通信被分配到非正交的信道资源时，D2D通信将会对蜂窝链路中的接收端造成干扰。在通信负载较小的网络中，可以为D2D通信分配多余的正交的资源，这样显然可以取得更好的网络总性能。但是，由于蜂窝网络中的资源有限，考虑到通信业务对频率带宽的要求越来越高，而采用非正交资源共享的方式可以使网络有更高的资源利用效率。这也是在蜂窝网络中应用D2D通信的主要目的。

在非正交资源共享模式下，基站可以有多种资源分配方式，它们最后能得到不同的性能增益和实现复杂度。例如其中实现最简单的方式，基站可以随机选择小区内的资源；此外，基站还可以尽量选择距离D2D用户对较远的蜂窝用户的资源来进行资源共享，这样保证它们之间干扰尽可能地小。目前，D2D通信可以通过下面三种模式来与蜂窝用户共享资源：

1.基站转接模式：D2D用户对通过蜂窝网络基站的转接来进行通信。在此模式下，D2D用户与蜂窝用户的通信方式一样。D2D通信独立占用一半的资源，另一半由蜂窝通信占用。所有的通信都分配以正交独立的信道资源，并以最大功率进行传输。这个模式就是传统的蜂窝通信模式。

2.正交资源共享模式：D2D通信与蜂窝通信平分资源，独立占用一半的信道资源直接进行端到端的通信，蜂窝用户占用另一半信道资源。此模式下，D2D通信与蜂窝通信之间不会产生干扰。

3.复用蜂窝用户的资源：D2D用户将与蜂窝用户复用其资源，相互之间会造成干扰。而蜂窝基站为D2D通信和蜂窝通信分配传输功率大小，协调相互之间的干扰。

D2D通信可以与蜂窝通信共享上行链路资源或下行链路资源。无论对于上行链路共享还是下行链路共享，基站都可以从以上三种资源共享方案中选择使系统总数据速率最大的方式。由于上行链路或下行链路共享时，干扰的来源和大小有所不同，所以在具体实施时需要在基站端考虑不同的干扰控制方法。

发明内容

在有D2D通信的蜂窝网络中，D2D用户对和蜂窝用户进行资源共享分配时，为了降低基站端选择资源共享方案算法的复杂度，本发明提出一种基于D2D用户对的位置为其和蜂窝用户选择资源复用模式的方法。这种方法能在执行资源共享时，极大地降低基站端的实现复杂度，并有效控制了D2D用户对与其复用资源的蜂窝用户之间的干扰。本发明的基本原理是：首先通过精确理论推导、仿真或测试等可重复实现的手段，对存在D2D通信的蜂窝网络进行分析，得到不同场景下位于小区内不同区域位置的D2D用户对最优的资源复用模式；然后在对应的实际场景中，基于之前的分析结果，根据D2D用户对的位置确定其复用蜂窝用户资源的模式。