[发明专利]基于蜂窝网络的D2D通信系统联合资源的分配方法

说明书

基于蜂窝网络的D2D通信系统联合资源的分配方法，属于无线通信技术领域。在基于蜂窝网络的D2D通信系统中，D2D用户可重用蜂窝用户(CU)的资源块实现不通过基站的直接通信。该资源分配方法不但在限制干扰条件下将D2D用户和蜂窝用户的功率分配与资源块分配进行联合优化，达到能效高的目的，且同时考虑了蜂窝用户的QoS要求，平衡了蜂窝用户的QoS需求与不断提高的D2D系统和速率，填补了基于蜂窝网络的D2D通信系统中在限制干扰条件下进行资源分配且保证QoS要求的空白。

技术领域

本发明涉及一种基于蜂窝网络的D2D通信系统联合资源的分配方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

在2007年世界无线通信会议上为移动通信系统分配的带宽不到600MHz，同时，5GHz以下的带宽分配已经十分拥挤，预计到2020年，无线通信的带宽需求将在1200MHz到1700MHz之间，分配的带宽资源已满足不了无线通信发展的需求。为减小带宽供给和带宽需求之间的差异，更加有效地利用分配的带宽就变得十分重要。

与此同时，大量的工作正推动着下一代无线通信系统的演进，如LTE-A和WiMAX。未来无线蜂窝网络具备高速率、大容量以及更高的QoS。LTE的Release8版本正在进行的时候，3GPP提出了LTE-Advanced的课题研究申请，各种前沿技术应运而生。D2D通信在2012年底被3GPP正式立项并展开研究。D2D(Device-to-Device)通信是一种在系统的控制下，允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术，它能够增加蜂窝通信系统频谱效率，降低终端发射功率，在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题。如今，随着4G技术标准的逐步完善，5G技术已经进入了人们的视线，D2D技术与大规模MIMO、超密集部署、灵活双工等一并确定为IMT-2020研究的关键技术。D2D技术可以通过复用小区频谱资源的方式提高频谱利用率，有效降低基站负荷，由于其可以在无网络基础设施的情况下通信，无疑保证了网络的QoS及鲁棒性。

最近，文献中报道了许多与D2D资源分配有关的工作，这些工作都致力于提高D2D系统的能效性，而未考虑蜂窝用户的QoS需求。有一部分工作考虑了蜂窝用户的QoS需求，但并未实现在限制干扰条件下，D2D用户功率、蜂窝用户功率及资源块分配的联合优化。“Downlink Resource Reuse for Device-to-Device Communications UnderlayingCellular Networks”(基于蜂窝网络的D2D通信中的资源重用)【IEEE SIGNAL PROCESSINGLETTERS,VOL.21,NO.5,MAY 2014】一文中讨论了含D2D通信的蜂窝网络中的资源重用问题，同时保证了蜂窝用户的QoS需求，但并未考虑干扰限制。目前，查阅到的资料中，仍然没有基于蜂窝网络的D2D通信系统中在限制干扰条件下进行联合资源分配且保证QoS要求的先例。

发明内容

为了弥补现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于蜂窝网络的D2D通信系统联合资源的分配方法，保证了蜂窝用户的QoS要求，并且限制了蜂窝用户对D2D用户的干扰。此举不但能够最大化地利用授权频谱从而增强无线网络的表现性能，而且能够满足系统的服务质量需求。

本发明的技术方案如下：