[发明专利]D2D多播通信系统中避免冲突的分时传输方法

权利要求书

1.一种在蜂窝网络中采用D2D多播通信避免冲突的分时传输方法，其特征在于：所述方法采用调整簇首终端发射功率来适应簇地理范围、并进行分时传输；也就是将相互间有冲突终端的簇分配在不同的时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，充分利用每个时隙，以提高网络传输效率，故被称为每时隙多簇传输方法；该方法包括下列四个操作步骤：

(1)基站执行分簇操作：基站采用基于位置信息的分簇算法对其传输范围内需要多播传输的终端进行分簇，将其分为两类：簇首终端与簇内终端；以便以两跳多播方式传输数据：第一跳是基站将数据包多播给簇首终端，第二跳是簇首终端将接收的数据包以D2D多播方式发送给各自簇中的簇内终端；

(2)基站计算簇间关联矩阵：完成分簇后，基站调整每个簇首终端的发射功率，使其传输范围恰好覆盖到各自簇中距离其最远的簇内终端；并在此基础上计算簇间关联矩阵，用于表示各簇之间是否存在冲突终端；

(3)基站分配时隙：基站基于簇间关联矩阵将相互间存在冲突终端的簇分配在不同时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，以提高网络传输效率；

(4)基站执行分时多播传输：基站根据计算到的总时隙数和每个时隙中能够同时进行多播发送的簇的标识执行分时多播传输数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：为了有效避免D2D多播通信与该小区中其他终端之间产生通信干扰，所述基站为D2D多播通信终端所分配的时频资源是独立的、且与蜂窝通信的时频资源呈正交关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基站在对其传输范围内的终端进行分簇后，能够获知该传输区域中的簇首终端数量、各簇首终端的位置信息与标识，以及每个簇中的簇内终端数量与其位置信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：因D2D多播通信中的基站和每个终端的发射功率都是受限的，故基站和每个终端的最大发射功率及其对应的最大传输范围都被设置为相同数值。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，基站执行的分簇操作只能将位于该基站最大传输范围内的终端选为簇首终端，同样地，只有位于簇首终端最大传输范围内的终端才能成为该簇的簇内终端；且基站将终端的最大发射功率作为各簇首终端相同的缺省发射功率，并将终端的最大传输范围作为各簇首终端相同的缺省传输范围，以便能在每个时隙内选择没有冲突终端的多簇同时进行多播发送，以避免簇间冲突和提高传输效率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)包括下述操作内容：

(21)初始化设置：基于获知的各终端位置信息，基站计算得到每个簇Cluster_i的地理范围R_i，再设置变量F_i为各个簇首终端ClusterHead_i的传输范围；其中，自然数下标i为簇或簇首终端的序号，其最大值为n；然后，设置F_i＝R_i和一个n×n的零矩阵H；

(22)基站对所有簇进行任选两簇的逐一比较后，得到簇间关联矩阵H，用于判断是否存在冲突终端。