嵌入d2d的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享方案的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作 中繼的正交資源共享方案。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能手機、平板電腦等移動終端已經(jīng)成為當(dāng)今人們的生活必備品，移動用戶數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)需求快速增大，但移動網(wǎng)絡(luò)能夠使用的帶寬資源是有限的，要解決業(yè)務(wù)增長與資源受 限的矛盾，就要不斷發(fā)掘新的移動通信技術(shù)。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入D2D(Device-t〇-DeVice) 通信技術(shù)就是一個有效的解決辦法。
[0003] 傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，兩個用戶之間的通信數(shù)據(jù)需要經(jīng)過基站BS(BaseStation)的 中轉(zhuǎn)來完成，而D2D通信是一種近距離直接通信技術(shù)，即在地理位置上距離很近的移動設(shè) 備可以直接進行通信，而不用遵循傳統(tǒng)"設(shè)備-基站-設(shè)備"的通信模式。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引 入D2D通信技術(shù)不僅能夠使蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源同時為蜂窩通信和D2D通信服務(wù)，而且相 近的用戶之間可以獲得高速率、低延時和低功耗的通信。
[0004]文獻K.Doppler,C. -H.Yu,C.B.Ribeiro,andP.Janis,"Modeselectionfor device-t〇-devicecommunicationunderlayinganLTE-Advancednetwork,，'in IEEEWirel.Commun.andNetw.Conference(WCNC) ?IEEE, 2010:1-6.與文獻C. -H.Yu,K. Doppler,C.B.Ribeiro,and0.Tirkkonen,"Resourcesharingoptimizationfor Device-to-Devicecommunicationunderlayingcellularnetworks,，'IEEETrans. Wirel.Commu.，2011，vol. 10,no.8,pp. 2752-2763.中提出D2D通信可以選擇的多種模式， 可分為非正交資源共享模式（N0RS)與正交資源共享模式（0RS)兩類。N0RS模式存在D2D 通信與蜂窩網(wǎng)絡(luò)間的干擾問題，0RS模式不存在這種干擾，但其資源利用率不如N0RS模式 高。因此，在0RS模式中，分配給蜂窩通信和D2D通信的資源必須仔細地進行最優(yōu)化處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享（CR-0RS) 方案以解決0RS模式資源利用率不高的問題。通過動態(tài)帶寬分配機制優(yōu)化分配蜂窩通信和 D2D通信的帶寬資源，在滿足蜂窩通信最小速率的前提下，最大化D2D通信速率。
[0006] 為實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思如下：
[0007] 嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由蜂窩基站BS、蜂窩移動用戶UEe、D2D發(fā)射端t/Ef、D2D 接收端Cffif，其中i=1，2,. . .，M，M為D2D通信對數(shù)。當(dāng)移動用戶UEC到基站BS間的信道 處于深度衰落，即GaBS非常小時，為了保證蜂窩通信的最小速率需求，DT-0RS模式下會 非常大，分配給D2D通信的帶寬.
【主權(quán)項】
1. 一種嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享方案，其特征在于，包括 以下步驟： 步驟一：基站BS通過專用的反饋控制信道分別得到移動用戶UE。到基站BS的信道增 益GaBS，D2D發(fā)送端i/Ef到D2D接收端的信道增益\ i，移動用戶UE。到D2D發(fā)送端i/Ef 的信道增益Gai，D2D發(fā)送端到基站BS的信道增益Gi^ ; 步驟二：傳統(tǒng)正交資源共享模式（DT-ORS模式）下，計算分配給蜂窩通信的帶寬 和分配給D2D通信的帶寬X告^ ，其中B為蜂窩通信上行鏈路總帶寬； 計算蜂窩通信的最大發(fā)送功率戶、蜂窩通信的傳輸速率; 計算D2D發(fā)送端的最大發(fā)送功率巧、第i個D2D通信的傳輸速率; 步驟三：將DT-ORS模式下分配給移動用戶UE。的帶寬中的一部分帶寬 尤(2,_ < #Γ)分配給D2D通信； 步驟四：D2D發(fā)送端t/Ef將額外分配到的帶t
;兩部分，帶 寬戈f用于中繼移動用戶UE。向基站BS發(fā)送的信號，帶寬戈,：°2?與DT-ORS模式下分配到的 帶寬#L一起用于傳輸自己的信號； 步驟五：計算蜂窩通信速率第i個D2D通信速率i?? ; 步驟六：對第i個D2D通信速率
：進行優(yōu)化建模并求解。
2. 如權(quán)利要求1所述的嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享方案，其 特征在于：通過動態(tài)帶寬分配機制優(yōu)化分配蜂窩通信和D2D通信的帶寬資源，在滿足蜂窩 通信最小速率的前提下，最大化D2D通信速率。
3. 如權(quán)利要求1所述的嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享方案，其 特征在于：將所述的D2D發(fā)送端作為蜂窩通信的中繼節(jié)點，采用放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議向基站 BS發(fā)送從移動用戶UE。接收到的信號。
4. 如權(quán)利要求1所述的嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享方案，其 特征在于：所述的基站BS按照最大比合并方式將移動用戶UE。與中繼節(jié)點t/Ef發(fā)送來的信 號進行合并。
5. 如權(quán)利要求1所述的嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享方案，其 特征在于：采用啟發(fā)式算法求解資源分配的非凸優(yōu)化問題。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于協(xié)作中繼的正交資源共享方案，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。嵌入D2D的蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由蜂窩基站BS、蜂窩移動用戶UEC、D2D發(fā)送端D2D接收端其中i＝1,2,…,M，M為D2D通信對數(shù)。通過協(xié)作中繼，將一部分蜂窩通信帶寬分配給D2D通信，并讓D2D發(fā)送端作為蜂窩通信的中繼節(jié)點，在傳輸自己信號的同時，中繼移動用戶UEC向基站BS發(fā)送的信號，以補償蜂窩通信的速率損耗。本發(fā)明方案可以在保證蜂窩通信最小速率的前提下，最大化D2D通信速率，提高正交資源共享方案的頻譜資源利用率。
【IPC分類】H04W72-08, H04W16-10
【公開號】CN104683986
【申請?zhí)枴緾N201510047684
【發(fā)明人】楊鯤, 杜璇
【申請人】楊鯤
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月29日