CN112911669A - 一种基于智能超表面/中继的d2d通信模式切换方法 - Google Patents
一种基于智能超表面/中继的d2d通信模式切换方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112911669A CN112911669A CN202110046097.XA CN202110046097A CN112911669A CN 112911669 A CN112911669 A CN 112911669A CN 202110046097 A CN202110046097 A CN 202110046097A CN 112911669 A CN112911669 A CN 112911669A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- communication mode
- ris
- communication
- relay
- user
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
- H04W36/32—Reselection being triggered by specific parameters by location or mobility data, e.g. speed data
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
- H04W36/16—Performing reselection for specific purposes
- H04W36/165—Performing reselection for specific purposes for reducing network power consumption
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
- H04W88/02—Terminal devices
- H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
- H04W88/02—Terminal devices
- H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法,以D2D通信链路可达速率最大为目标,D2D用户对可在AF中继辅助D2D通信模式,DF中继辅助D2D通信模式与RIS辅助D2D通信模式之间进行动态切换,使得D2D用户对始终保持最优的通信质量,其步骤如下:1)当一对D2D用户需要通信时,***首先获取D2D发送端与D2D接收端各自到RIS的距离以及D2D用户到中继用户的距离信息;2)根据步骤1)中的信息,***以本发明提出的模式切换方案为准则,切换至该距离信息下的最佳通信模式,使得D2D用户间达到最大传输速率。本发明的优势在于D2D***可根据当前通信场景的传输环境选择最优的传输模式,显著提升D2D通信***的可达速率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法,属于领域通信技术领域。
背景技术
随着移动终端数量的***式增长以及高清多媒体业务的大范围普及,传统蜂窝网络的时频资源有限、***容量小、信号通过基站中转等特点使其无法满足大量用户以及高速数据传输的需求。Device-to-Device(D2D)技术,作为5G网络的关键技术之一,其特征在于允许距离较近的用户通过复用蜂窝用户时频资源建立直接通信链路从而提升***容量与用户间数据传输速率。
智能超表面(RIS)为6G网络的搭建提供了新的思路。RIS由大量廉价无源的散射元件构成,该散射元件由液晶、铁电薄膜或其他软件定义的超材料构成,能够数字化操控电子波,从而以较低的功率消耗控制电磁波的传输特性,改善传输环境、提高数据速率、提高能效、扩大覆盖范围。
发明内容
本发明为解决的问题,提供了一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法
本发明采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法,D2D通信***内包括多个D2D用户、多个蜂窝用户、一个基站BS和一个智能超表面RIS,D2D通信***采用OFDM方案,每个子载波同时服务于1个蜂窝用户UEC、1对D2D通信用户,D2D用户能够作为中继用户UER进行信号转发,D2D用户能够选择的通信模式包括:放大转发中继AF-UER辅助D2D通信模式、译码转发中继DF-UER辅助D2D通信模式以及RIS辅助D2D通信模式。
D2D通信模式切换方法具体为:
步骤一:在当前传输时隙末,D2D用户以当前通信模式进行通信;
步骤三:基站根据步骤二获取的距离信息,确定下一传输时隙的D2D通信模式,以保证下一时隙D2D链路的可达速率达到最优;
步骤四:在下一传输时隙初,D2D用户切换至步骤三中基站确定的D2D通信模式进行通信;
步骤五:在下一传输时隙末,重复上述步骤,直至通信结束。
进一步,D2D用户以Underlay模式复用蜂窝资源。
进一步,步骤三具体为:
根据步骤二获取的距离信息,若满足fRIS,AF>0且fRIS,DF>0,则确定下一传输时隙的D2D通信模式为RIS辅助D2D通信模式;若满足fRIS,AF≤0且fAF,DF>0,则确定下一传输时隙的D2D通信模式为AF-UER辅助D2D通信模式;若满足fRIS,DF≤0且fAF,DF≤0,则确定下一传输时隙的D2D通信模式为DF-UER辅助D2D通信模式;
其中:
其中,DT、DR、R、S、C、B分别表示UEDT、UEDR、UER、RIS、UEC、BS;Lij=Lji=(dij/d0)-α表示i-j链路的归一化路径损耗,d0为归一化参考距离,α为路径损耗系数,i,j=DT,DR,R,S,C,B,AF中继协议下的放大系数 表示i处的发送信噪比,表示l处接收到的来自UEC的干扰,l=R,DR,表示UEDR接收到的来自BS的干扰,η表示RIS的反射系数,M为RIS的反射单元数;γDF,l表示DF模式下l处的接收信干噪比。进一步,RIS上每个反射单元的反射系数相同。
1、本发明充分分析RIS技术与AF、DF中继技术的特点,旨在不同通信环境中充分发挥各自的优势;
2、本发明的理论分析结果均以简单的闭式解形式给出,算法也因此具有较低的时间复杂度;
3、本发明提出的模式选择方案,能够保证D2D用户在三种通信模式都存在或任意两种通信模式存在的环境中选择可达速率最大的通信模式进行相互通信,大幅提升D2D用户的通信质量。
附图说明
图1是一种基于RIS/中继的D2D通信模式切换方案步骤图;
图2是一种基于RIS/中继的D2D通信模式切换方案流程图;
图3是一种基于RIS/中继的D2D通信模式切换方案仿真图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例,进一步阐释本发明的理念。应理解这些实施例仅用于明本发明而不用于限制本发明的使用范围,在了解了本发明后,本领域研究人员对本发明的各种等价形式的修改需落于本申请所附权利要求所限定的范围内。
本发明涉及到的D2D通信***中包括多个D2D用户、多个蜂窝用户、1个基站和1个RIS。***采用OFDM方案,每个子载波同时服务于1个蜂窝用户和1组D2D通信用户。***中的D2D用户可以作为中继用户UER进行信号转发,D2D用户在该***中可以选择的通信模式有三种,分别为:AF-UER辅助的D2D通信模式、DF-UER辅助的D2D通信模式以及RIS辅助的D2D通信模式
如图1所示,本发明的D2D通信***模式选择方法具体步骤如下:
步骤101、D2D用户以当前传输模式进行相互通信。
步骤103、基站根据步骤二获取的距离信息判断是否满足切换阈值。当fRIS,AF>0且fRIS,DF>0时,D2D传输模式设定为RIS辅助的D2D通信模式;当fRIS,AF≤0且fAF,DF>0时,D2D传输模式设定为AF-UER辅助的D2D通信模式;当fRIS,DF≤0且fAF,DF≤0时,D2D传输模式设定为DF-UER辅助的D2D通信模式。
其中,
其中a1=(ICR+1)(GηM)2, γDF,l(l=R,DR)表示DF模式下节点l处的接收信干噪比;AF中继协议下的放大系数表示节点l接收到的来自蜂窝用户的干扰,表示用户DR接收的到来自BS的干扰,表示用户i处的发送信噪比,,M为RIS的反射单元数;Lij=Lji=(dij/d0)-α(i,j=DT,DR,R,S,C,B)为i-j链路的归一化路径损耗,d0为归一化参考距离,α为路径损耗系数。
本发明认为UEDT至RIS上每个反射单元的距离相等,RIS上每个反射单元至UEDR的距离相等,即ηm∈[0,1]为RIS上第m个反射单元的反射系数,本发明假设每个反射单元的反射系数相同,即ηm=η;θm,θm∈[0,2π)为RIS上第m个反射单元的相移,设置θm=-(φm+ωm),其中φm与ωm分别为UEDT-RIS与RIS-UEDR链路的信道相移,此时RIS辅助D2D通信模式下的接收信干噪比可取得最大值,最大值为
步骤104、在下一时隙初,D2D用户切换至步骤三中基站确定的通信模式进行传输。
步骤105、在下一时隙末,***重复上述步骤。
进一步,在D2D通信***中,D2D用户以Underlay模式复用蜂窝资源。
进一步,通过控制RIS上反射单元的相移,使得RIS辅助的D2D通信模式下的可达速率取其最优解。
进一步,RIS上反射单元的相移控制与信道相移有关。
进一步,对于步骤四中所述,D2D用户采用上一时隙末基站选择的传输模式进行通信的同时,反馈当前时隙的距离信息,为本时隙末的模式选择提供有效信息。
进一步,具体传输时隙的时长根据通信环境动态调整。
图2为本发明一种基于中继与RIS的D2D通信***模式选择方案一个具体实施例的流程图,具体步骤如下:
步骤205:D2D用户在下一时隙切换至RIS辅助的D2D通信模式进行通信;
步骤206:D2D用户在下一时隙切换至DF-UER辅助D2D通信模式进行通信;
步骤207:D2D用户在下一时隙切换至AF-UER辅助D2D通信模式进行通信。
图3为本发明一种基于中继与RIS的D2D通信***模式选择方案一个仿真图,从图中可以看出:
本发明保证D2D用户始终选择可达速率最大的通信模式进行相互通信;
本发明的仿真结果同时说明了AF-UER辅助D2D通信模式适用于D2D用户距离较近的情况,DF-UER辅助的D2D通信模式适用于D2D用户距离较远的情况,RIS辅助的D2D通信模式适用于D2D距离适中的情况;
本发明充分发挥现有三种通信模式各自的优势,从而提升D2D***的整体性能。
应当指出,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也在本申请权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法,其特征在于,D2D通信***内包括多个D2D用户、多个蜂窝用户、一个基站BS和一个智能超表面RIS,D2D通信***采用OFDM方案,每个子载波同时服务于1个蜂窝用户UEC、1对D2D通信用户,D2D用户能够作为中继用户UER进行信号转发,D2D用户能够选择的通信模式包括:放大转发中继AF-UER辅助D2D通信模式、译码转发中继DF-UER辅助D2D通信模式以及RIS辅助D2D通信模式;
D2D通信模式切换方法具体为:
步骤一:在当前传输时隙末,D2D用户以当前通信模式进行通信;
步骤三:基站根据步骤二获取的距离信息,确定下一传输时隙的D2D通信模式,以保证下一时隙D2D链路的可达速率达到最优;
步骤四:在下一传输时隙初,D2D用户切换至步骤三中基站确定的D2D通信模式进行通信;
步骤五:在下一传输时隙末,重复上述步骤,直至通信结束。
2.如权利要求1所述的一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法,其特征在于,D2D用户以Underlay模式复用蜂窝资源。
3.如权利要求1所述的一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法,其特征在于,步骤三具体为:
根据步骤二获取的距离信息,若满足fRIS,AF>0且fRIS,DF>0,则确定下一传输时隙的D2D通信模式为RIS辅助D2D通信模式;若满足fRIS,AF≤0且fAF,DF>0,则确定下一传输时隙的D2D通信模式为AF-UER辅助D2D通信模式;若满足fRIS,DF≤0且fAF,DF≤0,则确定下一传输时隙的D2D通信模式为DF-UER辅助D2D通信模式;
其中:
4.如权利要求1所述的一种基于智能超表面/中继的D2D通信模式切换方法,其特征在于,RIS上每个反射单元的反射系数相同。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110046097.XA CN112911669B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种基于智能超表面/中继的d2d通信模式切换方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110046097.XA CN112911669B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种基于智能超表面/中继的d2d通信模式切换方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112911669A true CN112911669A (zh) | 2021-06-04 |
CN112911669B CN112911669B (zh) | 2023-04-18 |
Family
ID=76113750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110046097.XA Active CN112911669B (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种基于智能超表面/中继的d2d通信模式切换方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112911669B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112272418A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-26 | 南京邮电大学 | 一种ris辅助的d2d通信传输模式选择方法 |
CN113411835A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-17 | 上海电机学院 | 一种多ris场景下的通信选择方案 |
CN113726399A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-30 | 杭州腓腓科技有限公司 | 基于可重构全息超表面的无线通信中继装置、方法及*** |
CN113890586A (zh) * | 2021-09-13 | 2022-01-04 | 广州大学 | 一种智能超表面与中继的协作***辅助无人机通信方法 |
WO2023013794A1 (ko) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 시스템에서 ris 기반 직교 주파수 분할 다중화 신호를 전송하기 위한 방법 및 그 장치 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140177585A1 (en) * | 2011-08-22 | 2014-06-26 | Lg Electronics Inc. | Device-to-device data transmission method in wireless access system supporting device-to-device communication, and apparatus therefor |
CN110839204A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-02-25 | 华中科技大学 | 一种irs辅助通信***的通信优化方法及装置 |
CN111163511A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-15 | 北京邮电大学 | 智能反射表面辅助的毫米波通信中延迟受限的上行功率分配方法 |
CN111404976A (zh) * | 2019-01-02 | 2020-07-10 | ***通信有限公司研究院 | 一种数据处理方法、装置、***、车载终端及介质 |
WO2020144188A1 (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Technique for sidelink radio communication |
WO2020224741A1 (en) * | 2019-05-03 | 2020-11-12 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Devices and methods for indicating a second-link retransmission over a first link |
CN112134816A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 杭州电子科技大学 | 一种基于智能反射表面的elm-ls联合信道估计方法 |
CN112153653A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-29 | 南京邮电大学 | 可重构智能表面辅助的noma下行低功耗传输方法 |
-
2021
- 2021-01-14 CN CN202110046097.XA patent/CN112911669B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140177585A1 (en) * | 2011-08-22 | 2014-06-26 | Lg Electronics Inc. | Device-to-device data transmission method in wireless access system supporting device-to-device communication, and apparatus therefor |
CN111404976A (zh) * | 2019-01-02 | 2020-07-10 | ***通信有限公司研究院 | 一种数据处理方法、装置、***、车载终端及介质 |
WO2020144188A1 (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-16 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Technique for sidelink radio communication |
WO2020224741A1 (en) * | 2019-05-03 | 2020-11-12 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Devices and methods for indicating a second-link retransmission over a first link |
CN111163511A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-05-15 | 北京邮电大学 | 智能反射表面辅助的毫米波通信中延迟受限的上行功率分配方法 |
CN110839204A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-02-25 | 华中科技大学 | 一种irs辅助通信***的通信优化方法及装置 |
CN112153653A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-29 | 南京邮电大学 | 可重构智能表面辅助的noma下行低功耗传输方法 |
CN112134816A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-25 | 杭州电子科技大学 | 一种基于智能反射表面的elm-ls联合信道估计方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
YIYANG NI: "Summary of Face Recognition under Low-Quality Conditions" * |
刘娅璇: "基于单向DF 中继的D2D 通信***联合功率优化" * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112272418A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-26 | 南京邮电大学 | 一种ris辅助的d2d通信传输模式选择方法 |
CN112272418B (zh) * | 2020-09-29 | 2022-06-28 | 南京邮电大学 | 一种ris辅助的d2d通信传输模式选择方法 |
CN113411835A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-09-17 | 上海电机学院 | 一种多ris场景下的通信选择方案 |
CN113411835B (zh) * | 2021-06-09 | 2022-10-11 | 上海电机学院 | 一种多ris场景下的通信选择方案 |
WO2023013794A1 (ko) * | 2021-08-03 | 2023-02-09 | 엘지전자 주식회사 | 무선 통신 시스템에서 ris 기반 직교 주파수 분할 다중화 신호를 전송하기 위한 방법 및 그 장치 |
CN113726399A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-30 | 杭州腓腓科技有限公司 | 基于可重构全息超表面的无线通信中继装置、方法及*** |
CN113890586A (zh) * | 2021-09-13 | 2022-01-04 | 广州大学 | 一种智能超表面与中继的协作***辅助无人机通信方法 |
CN113890586B (zh) * | 2021-09-13 | 2023-06-16 | 广州大学 | 一种智能超表面与中继的协作***辅助无人机通信方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112911669B (zh) | 2023-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112911669B (zh) | 一种基于智能超表面/中继的d2d通信模式切换方法 | |
EP1648097B1 (en) | Transmission apparatus and method for a base station using block coding and cyclic delay diversity techniques in an OFDM mobile communication system | |
RU2529358C2 (ru) | Система передачи данных, способ, базовая станция и устройство передачи данных | |
Haas et al. | On some challenges and design choices in ad-hoc communications | |
US8126392B2 (en) | System and method for implementing a multi-radio wireless network | |
CN101933259B (zh) | 时分双工下行链路/上行链路配置的检测的方法及用户设备 | |
JP5433767B2 (ja) | 適応型セルラネットワークにおいてユーザ協調およびスケジューリングを用いてダウンリンクスループットを最適化する方法 | |
CN100521644C (zh) | 在无线电信***中增强通信能力的方法及装置 | |
US9219538B2 (en) | System and method for one cell to cover multiple areas | |
US9247459B2 (en) | Method for adding a new quality of service traffic stream in a multiple wireless network environment | |
US20070072600A1 (en) | Method and system for reporting link state in a communication system | |
CN102754375B (zh) | 空间多路复用无线传输***和空间多路复用无线传输方法 | |
JP2004007440A (ja) | 多重ホップ転送方法、装置及びその方法で使われるmacデータ構造 | |
CN107864480B (zh) | 一种基于认知声技术的mac协议通信方法 | |
US20050113023A1 (en) | Method of managing communications in a network and the corresponding signal, transmitting device and destination terminal | |
KR101100605B1 (ko) | Ofdma 기반의 협력 통신 시스템에서의 양방향 증폭 후 전달 협력 전송 방법 및 시스템 | |
KR101317996B1 (ko) | 메쉬 네트워크에서 노드간 데이터 전송 방법 및 장치 | |
JP2024502261A (ja) | Iab mt-duリソースのミスアライメントのグループへの通知発明の背景 | |
Alonso-Zarate et al. | Multi-Radio Cooperative ARQ in wireless cellular networks: a MAC layer perspective | |
Ali et al. | Condition and location-aware channel switching scheme for multi-hop multi-band WLANs | |
CN102547594B (zh) | 确定自适应协作无线组播通信数据传输速率上限的方法 | |
CN111818536B (zh) | 自组织网络覆盖增强的方法及*** | |
Farouk et al. | Two-way decode and forward relaying for OFDMA mobile systems | |
KR100886254B1 (ko) | 다중안테나를 사용하는 무선통신 협동전송 시스템 및 그협동전송 방법 | |
CN111083803A (zh) | 一种实现公网对讲机与dmr对讲机通信的方法及*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |