[发明专利]一种适用于多载波通信系统下设备间通信的资源共享方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于多载波通信系统下设备间通信的资源共享方法，属于移动通信无线资源调度策略设计领域。

背景技术

设备间通信（Device-to-device Communications, D2D）是一种允许本地距离较近的终端之间直接进行通信的新型技术。在现存的传统无线通信系统基站控制下，通过复用小区正处于通信状态的CUE的资源，可以极大地增加小区内整体的频谱效率，同时降低直接通信的DUE终端发射功率，这在一定程度上解决了移动通信系统无线频谱资源匮乏的难题。与传统的WiFi和蓝牙等技术相比较，设备间通信设备工作在许可频段，这就保证通信的可靠性，提升用户的服务质量，同时还可以采用灵活的资源分配策略达到有效抑制同频干扰的目的。尽管设备间通信具备上述优点，但是由于在同频段上传输的DUE对信号会对CUE的信号产生干扰，甚至有可能由于不恰当的复用CUE资源，导致了小区内整体的容量的下降，严重干扰了原有CUE通信质量。

为了充分利用设备间通信直连高效，信道质量高，延迟低等优势，同时克服由于资源共享带来的同频干扰，为DUE对分配合适的子载波供其复用并控制CUE和DUE对的发送功率，从而达到维持CUE上行通信速率不低于预设值，并最大化所有DUE对频率利用率之和是该领域的关键问题之一。目前，针对设备间通信的子载波分配和功率控制方法研究已获得一定的结果，例如，文献【1】针对单个CUE和DUE对的资源共享模型提出了最大化和速率和最小化总功率的子载波分配和功率优化算法；文献【2】提出了一种基础大尺度衰落的DUE对于CUE资源共享算法，该算法核心依赖的大尺度衰落模型是经验公式，不能很好适应无线通信复杂多变的信道环境。

本发明设计了一种适用于多载波通信系统下设备间通信的资源共享方法，该方法适用于多载波通信系统，也可向下兼容单载波系统；同时该方法是针对多个CUE与多个DUE对之间资源共享设计的联合子载波分配与功率控制算法，因此适用范围更加广泛，同时该算法也给出了基于实时信道信息的计算方法，因此较为精确，同时将计算所需的信道信息替换为大尺度衰落也是适用的，因此更加具有普适性。本发明提出的方法同时兼顾了传统CUE的通信质量不会因为DUE对的复用导致过多下降，同时本发明还最大化了DUE对的频谱利用率之和，最大化地提高了系统总体性能；

【1】M.S.Corson, R.Laroia, Junyi Li, V. Park, and T. Richardson, Toward proximity-aware internetnetworking, IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 17, no. 6, pp. 26–33, Dec. 2010.

【2】H.N.Xing and S.Hakola, The investigation of power control schemes for a device-to-device communication integrated into OFDMA cellular system, in Proc. IEEE PIMRC 2011, Toronto, Canada, Sep. 2011, pp. 1775–1780。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种适用于多载波通信系统下设备间通信的资源共享方法，联合子载波分配与功率控制的具体实现可以最大化整个基站覆盖范围内发起设备间通信所有DUE对频谱利用率之和，并保证所有CUE与基站之间的上行链路通信速率不低于一个预设值。

本发明采用的技术方案为：一种适用于多载波通信系统下设备间通信的资源共享方法，该方法按以下步骤进行。

1) 基站覆盖范围内存在N个处于上行通信的CUE和L个DUE对，分别用下与标识；将第n个CUE拥有的子载波集合记为且基站与该CUE在上维持通信速率不低于的上行通信链路；小区内总的频段资源共可划分为M个子载波，且CUE之间采用正交方式复用子载波，即；所有DUE对向基站提出建立本地连接请求，并请求基站分配相应的子载波用于本地通信，且DUE对之间也采用正交方式复用已被CUE占用的子载波。