CN103179669A

CN103179669A - 一种长期演进***中d2d通信的资源分配方法

Info

Publication number: CN103179669A
Application number: CN201310141312XA
Authority: CN
Inventors: 李兵兵; 刘佳; 兰冰; 张阳
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2033-04-22
Also published as: CN103179669B

Abstract

本发明公开了一种长期演进***中D2D通信的资源分配方法，包括（1）D2D用户UE1向基站发送D2D设备发现信号；（2）基站进行地理位置测量，向UE1返回距离UE1<R的UE列表；（3）如果目标UE2在UE1的范围内，UE1向基站申请D2D链路测量；（4）基站为UE1分配进行链路测量所需的资源；（5）UE1向UE2发送链路测量信号，并将测量的SINR等信息反馈给基站，同时上报想要的传输速率要求；（6）基站根据UE1上报的内容，估算PRB数目，为D2D通信分配资源；（7）UE1和UE2开始D2D通信。本发明设计的D2D资源分配方法，考虑了用户的速率要求，同时考虑了蜂窝用户与D2D用户间的干扰，具体给出了复用蜂窝用户资源的RB数目计算，提高了用户满意度和资源利用效率。

Description

一种长期演进***中D2D通信的资源分配方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种应用在长期演进***中设备直通（Device-to-Device，简称D2D）通信的资源分配方法。

背景技术

随着移动通信的发展，用户通信需求的不断增加，需要研究新的技术以满足在长期演进（Long Term Evolution简称LTE）的基础上提供更高的数据速率和***容量。在LTE***中引入设备直通（Device-to-Device，简称D2D）通信技术便应运而生，D2D通信技术简单来说就是把本来通过基站转发的通信方式改为需要通信的设备之间的直接通信，但基站仍与D2D的一对用户保持控制信息的传输，实现干扰控制，计费等功能，并且为D2D用户分配资源，使得D2D通信工作在许可频段，相对于非许可频段的其它技术（蓝牙，WLAN），协调蜂窝用户与D2D用户间的干扰。D2D通信技术有如下优点：由于数据不需要通过基站的转接，而是用户之间进行直传，D2D技术减少了基站通信的负担，节省了所占用的通信资源；D2D用户可以复用蜂窝用户的资源，从而使得通信速率和频谱效率大大提高；由于D2D用于近距离通信，终端发射功率相比蜂窝模式有所减少，因此D2D通信还可以减小移动终端的电池消耗；同时只要基站的控制信令模块无误即可支持传输，从而D2D通信可以提高网络基础设施故障的鲁棒性。因此，基于蜂窝***的D2D通信近几年来受到了广泛关注。

在基于蜂窝通信的D2D通信技术中，如果给D2D用户对分配与其它蜂窝用户正交的资源，则D2D用户对与蜂窝用户之间不会造成干扰，但是在频率资源日益紧张的今天，这种方法不易实现，D2D用户复用蜂窝用户的资源则是大势所趋，但是这样一来，蜂窝用户和D2D用户之间就会产生干扰。而用户的服务质量也是衡量一个***好坏的重要因素，这里考虑D2D用户的数据速率。那么，如何在满足D2D数据速率的要求下，合理为D2D分配资源，减小D2D用户与蜂窝用户间的干扰，提高***的资源利用率？

目前，为D2D分配资源主要考虑两种情况：在小区负载较轻的情况，为D2D分配与蜂窝用户正交的资源；在小区负载较重的情况，D2D用户复用蜂窝用户的资源。为了减少D2D用户与蜂窝用户的干扰，常见的有基于用户位置选择复用资源和避免复用干扰较大的用户的资源等方法。如，专利申请号201110007220.3，公开号CN102123496A，专利申请名称为：一种基于基站定位的D2D用户对复用蜂窝用户资源的方法，该方法主要是通过为D2D用户选择距离其最远的蜂窝用户进行资源复用，简化了选择复用资源的复杂度，同时也降低了蜂窝用户与D2D用户之间的干扰。但是，该申请中没有具体指出复用资源的时候，具体怎么选择资源块（Resource Block，简称RB）的复用，复用多少数目的资源块。此外，文章“Effective InterferenceCancellation Scheme for Device-to-Device CommunicationUnderlaying Cellular Networks”（Vehicular TechnologyConference Fall（车辆技术会议.秋季），第三页中具体提出，基站通过检测公共控制信道（Common Control Channel，简称CCCH），确定有可能成为near-far interference的潜在蜂窝用户，并在资源分配的时候告知D2D用户，这样D2D用户对在复用资源的时候就可以避开这些资源。但是，该文章没有考虑D2D用户的速率要求，不能根据用户需要分配资源，没有充分利用资源。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种针对不同业务的D2D用户设备，估算满足其速率要求至少需要的物理资源块数目，合理选择复用哪些蜂窝用户资源，减少蜂窝用户与D2D用户间的干扰的同时，提高资源的利用效率，减少不必要的浪费。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种长期演进***中D2D通信的资源分配方法，包括直接通信的相互通信设备，以及持有所述通信设备的两端用户，所述方法包括以下步骤：

（1）持有所述通信设备的一端用户向基站发送相互通信设备的发现信号，其中，所述发现信号包含所述一端用户在范围内的无线网络临时标识；

（2）所述基站进行地理位置检测，其中，所述基站根据基站定位或者GPS或者辅助的A-GPS得到所述一端用户的地理位置信息，同时向所述一端用户反馈一个记载与所述一端用户在同一个范围内的用户列表；

（3）当所述另一端用户在所述一端用户的范围内，则所述一端用户向所述基站申请直接通信的相互通信设备的链路测量；

（4）基站为所述一端用户分配进行链路测量所需要的资源；

（5）所述一端用户向所述另一端用户发送链路测量信号，并将测量结果反馈给所述基站，同时向所述基站上传传输速率的要求；

（6）所述基站根据所述的测量结果，同时分析所述两端用户的速率要求，得出所述直接通信的相互通信设备所需要的物理资源块，分配给所述两端用户；

（7）完成所述物理资源块分配后，所述两端用户开始直接通信。

需要说明的是，所述用户列表包括地理位置，和所述一端用户之间的距离以及所述无线网络临时标识。

需要说明的是，所述链路测量包括信号与干扰加噪声比（简称SINR）、信道质量指示（简称CQI）其中，SINR的计算公式为：

SINR = \frac{P_{o} / {PL}_{d}}{N + Σ_{i = 1}^{n} P_{i} / {PL}_{id}}

其中，P_o表示测量信号的发射功率，PL_d表示D2D链路的路径损耗，N表示噪声，P_i表示蜂窝用户i的发射功率，PL_id表示蜂窝用户i到D2D用户的路径损耗。

作为一种优选的方案，所述分配物理资源块的步骤包括：

（1）如果范围内负载较小，有空闲资源，且空闲资源数目大于得出的物理资源块的数目，则直接给所述两端用户分配所需要的资源；

（2）如果范围内没有空闲资源，所述直接通信的相互通信设备复用蜂窝用户的资源，其中，所述两端用户可能复用一个用户的资源，也可能复用多个用户的资源。

有必要说明的是，所述基站根据用户速率要求进行所述物理资源块数目估算的方法为：所述基站根据所述测量结果，按照上述SINR选择可以使用的调制编码方式MCS等级，其中SINR和MCS的对应关系，可通过仿真试验得到。然后在3GPP协议TS36.213中可以查表7.1.7.1-1，找到调制编码方式索引MCS Index对应的传输块大小索引TBS Index。再根据D2D用户的速率要求，TBS Index，在表7.1.7.2.1-1中找到和速率要求的值最接近的那个值，对应的得到物理资源块的数目。分给用户的物理资源块应该是N_PRB+M，其中，M是考虑实际情况应额外消耗的物理资源块。

作为一种优选的方案，所述复用蜂窝用户资源的步骤包括：

（1）检索与所述一端用户干扰最小的第一蜂窝模式用户设备；

（2）得出第一蜂窝模式用户设备的每个物理资源块的数据速率，从而得出满足所述两端用户的速率需要复用多少个所述物理资源块；

（3）按照得出的个数的物理资源块，对所述直接通信的相互通信设备进行分配。

需要说明的是，当复用第一蜂窝模式用户设备的所有资源块都达不到所述直接通信的相互通信设备的速率要求时，则将第一蜂窝模式用户设备的全部物理资源块分给所述一端用户，然后检索下一个与所述另一端用户干扰最小的第二蜂窝模式用户设备，得出第二蜂窝模式用户设备的每个物理资源块的数据速率，再得出复用第二蜂窝模式用户设备需要多少个物理资源块可满足所述两端用户的速率要求，其中，直到满足所述一端用户的速率要求或者已经达到所述一端用户可以复用物理资源块数目的最大值。

本发明的有益效果在于：该方法考虑了用户的速率要求，同时考虑了蜂窝用户与D2D用户间的干扰，具体给出了复用蜂窝用户资源的RB数目计算，合理选择复用一个蜂窝用户资源或多个蜂窝用户资源或者复用一个蜂窝用户的部分资源，在保证蜂窝用户与D2D用户间的干扰水平的同时，提高了用户满意度，资源的利用效率也得到很大提升。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为本发明中直通设备通信复用蜂窝用户的位置示意图；

图3为本发明中直通设备通信选择蜂窝用户的资源块数目示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的描述。如图1所示，本发明为一种长期演进***中D2D通信的资源分配方法，包括直接通信的相互通信设备，以及持有所述通信设备的两端用户，所述方法包括以下步骤：

（4）基站为所述一端用户分配进行链路测量所需要的资源；

如图2、图3所示，所述复用蜂窝用户资源的步骤包括：

（1）检索与所述一端用户（UE1）干扰最小的第一蜂窝模式用户设备（CUE1）；

（2）得出第一蜂窝模式用户设备（CUE1）的每个物理资源块的数据速率，从而得出满足所述两端用户的速率需要复用多少个所述物理资源块；

需要说明的是，当复用第一蜂窝模式用户设备（CUE1）的所有资源块都达不到所述直接通信的相互通信设备的速率要求时，则将第一蜂窝模式用户设备（CUE1）的全部物理资源块分给所述一端用户（UE1），然后检索下一个与所述另一端用户（UE2）干扰最小的第二蜂窝模式用户设备（CUE2），得出第二蜂窝模式用户设备（CUE2）的每个物理资源块的数据速率，再得出复用第二蜂窝模式用户设备（CUE2）需要多少个物理资源块可满足所述两端用户的速率要求，其中，直到满足所述一端用户（UE1）的速率要求或者已经达到所述一端用户（UE1）可以复用物理资源块数目的最大值。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种长期演进***中D2D通信的资源分配方法，包括直接通信的相互通信设备，以及持有所述通信设备的两端用户，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（4）基站为所述一端用户分配进行链路测量所需要的资源；

2.根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于，所述用户列表包括地理位置，和所述一端用户之间的距离以及所述无线网络临时标识.

3.根据权利要求1所述的资源分配方法，其特征在于：所述分配物理资源块的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的资源分配方法，其特征在于，所述复用蜂窝用户资源的步骤包括：

（2）得出所述第一蜂窝模式用户设备的每个物理资源块的数据速率，从而得出满足所述两端用户的速率需要复用多少个所述物理资源块；

5.根据权利要求3所述的资源分配方法，其特征在于，当复用所述第一蜂窝模式用户设备的所有资源块都达不到所述直接通信的相互通信设备的速率要求时，则将所述第一蜂窝模式用户设备的全部物理资源块分给所述一端用户，然后检索下一个与所述另一端用户干扰最小的第二蜂窝模式用户设备，得出所述第二蜂窝模式用户设备的每个物理资源块的数据速率，再得出复用所述第二蜂窝模式用户设备需要多少个物理资源块可满足所述两端用户的速率要求，其中，直到满足所述一端用户的速率要求或者已经达到所述一端用户可以复用物理资源块数目的最大值。