[发明专利]多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法及系统。

背景技术

宏蜂窝通信，用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线信道进行通信，且任意两个终端之间的通信均是通过基站进行中继的，两终端之间不直接通信。

D2D（Device-to-Device）通信技术是终端之间通过复用蜂窝小区的频率资源直接进行通信。

蜂窝通信与D2D通信相结合使用，使得频谱资源的利用率提高了。引入D2D通信后，由基站为蜂窝通信分配其所需的频率资源，基站可以为其分配专用资源(即与蜂窝用户的所用频率正交)，这样虽然不会引入干扰，但与我们提高频谱利用率的初衷相悖。由于频率资源的稀缺，我们通常讨论另外一种情况——非正交资源分配，即基站为D2D用户分配与蜂窝用户相同的频率资源，这样必然带来了同频干扰的问题，故如何在提高频谱资源利用率的同时，保证通信质量，成为蜂窝通信与D2D通信相结合的通信方法及系统中急需解决的一个问题。

发明内容

（一）发明目的

为解决上述问题，本发明旨在提供一种既能提高频谱资源利用率的且能保证良好的通信质量的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法及系统。

（二）技术方案

为达上述目的，本发明多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，进行所述蜂窝通信包括以下步骤：

步骤A1：基站和D2D发送端均向蜂窝用户和D2D接收端发送训练序列；

步骤A2：蜂窝用户以及D2D接收端，均利用训练序列进行信道状态估计，将得到的信道状态信息反馈至基站；

步骤A3：基站接收并根据所述信道状态信息，将空间维度分为用以蜂窝通信的第一空间维度以及用以D2D通信且与所述第一空间维度互不交叠的第二空间维度；

步骤A4：基站采用第一预编码矩阵，将蜂窝信号限制在第一空间维度上并发送蜂窝信号；

步骤A5：蜂窝用户从第一空间维度上接收蜂窝信号。

优选地，

进行所述D2D通信包括以下步骤：

步骤B1：基站将空间维度划分结果发送至D2D发送端以及D2D接收端；

步骤B2：D2D发送端以及D2D接收端接收所述空间维度划分结果；

步骤B3：D2D发送端利用第二预编码矩阵将D2D信号限制在第二空间维度上并发送所述D2D信号；

步骤B4：D2D接收端接收信号，将同频带上第一空间维度上的蜂窝信号和加性噪声共同视作有色高斯噪声，利用滤波矩阵将有色高斯噪声白化，提取D2D信号。

优选地，在所述步骤A3中进行空间维度划分时，第一空间维度的划分优先级高于第二空间维度。

优选地，所述步骤A3中还包括基站根据信道状态信息对蜂窝通信以及D2D通信的发送功率的分配，并将D2D通信的发送功率分配结果发送至所述D2D发送端;

所述步骤A4中根据所述功率分配结果发送蜂窝信号；

所述步骤B3中根据所述功率分配结果发送D2D信号。

优选地，基站通过下列公式进行蜂窝通信以及D2D通信的发送功率的分配：

s.t.

Trace(V₁P₁V₁^H)≤p_1,max

Trace(V₂P₂V₂^H)≤p_2,max

C₁(P₁)≥R_1,min

C₂(P₂)≥R_2,min

T(P₁,P₂)=C₁(P₁)+C₂(P₂)