用于管理设备到设备通信的无线资源的方法和基站技术

本发明专利技术涉及一种用于无线网络中的设备到设备(D2D)通信的无线资源管理方法100，和用于执行该方法100的基站200。首先，该方法100确定101该无线网络的至少一个小区300中的至少一个蜂窝用户设备C‑UE 302和/或至少一个D2D用户设备D‑UE 302相对于基站200的角度信息。然后，该方法向该至少一个C‑UE 302和/或该至少一个D‑UE 301分配102可用无线资源，并基于至少一个D‑UE对303的角度信息以及该至少一个C‑UE 302和/或该至少一个D‑UE 302的角度信息，从分配有可用无线资源的该至少一个C‑UE 302和/或该至少一个D‑UE 301中为该至少一个D‑UE对303选择103至少一个对等UE。最后，该方法将向该至少一个对等UE分配的该无线资源的至少一部分共享104给该至少一个D‑UE对303。

Method and base station for managing radio resources for device to device communication

The present invention relates to a radio resource management method 100 for a device to device (D2D) communication in a wireless network, and a base station for performing the method 200. First of all, the method to determine 100 101 of the wireless network, at least one cell at least one cellular user equipment C UE 300 in 302 and / or at least one of the D2D D UE user equipment 302 with respect to the angle information of the base station 200. Then, the method to the at least one C UE 302 and / or the at least one D UE 301 distribution of 102 radio resources available, and information based on at least one of the 303 UE D angle information and the at least one C UE 302 and / or the at least one D UE 302 angles, from the distribution of available radio resources of the at least one C UE 302 and / or the at least one D UE 301 103 in at least one of the at least one peer UE D UE on 303. Finally, this method will provide at least a portion of the wireless resources of the at least one equal distribution of UE shared 104 to the at least one of the 303 UE D.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于管理无线网络中的设备到设备(D2D)通信的无线资源的无线资源管理方法和基站。具体地，本专利技术解决D2D通信的共享式情况下的干扰减少和资源分配(RA)。
技术介绍
除了无线网络中的蜂窝通信，直接的设备到设备D2D通信已在现有技术中提出。D2D技术利用通信设备的邻近性来提高小区吞吐量、能源效率以及可实现的数据速率。复用蜂窝系统的无线资源的D2D用户设备(D2Duserequipments，D-UE)之间的直接D2D通信被看作是未来无线通信系统和移动通信系统的关键引擎。为了提高频谱利用，只要D-UE间进行的D2D传输对于由C-UE进行的蜂窝传输是可容忍的，蜂窝网络可以允许多个D-UE与C-UE共享无线资源，即与和诸如基站的接入点直接通信的用户设备(UE)共享无线资源。这种网络控制的，也称为网络辅助的D2D通信的方式被称为共享式，并且具有显着增加频谱使用，进而提高总体网络性能的潜力。这种基于蜂窝系统操作的D2D通信可以通过以下四种实施方式来实现，该四种实施方式代表不同模式下的操作：1)静默模式：当可用无线资源不足以支持D2D业务，并且资源复用不可能时，由于干扰问题，D-UE不能发送数据，并且必须保持静默。然而，他们可以继续在蜂窝模式下操作。2)复用模式：D-UE设备通过复用蜂窝网络的无线资源来直接发送数据。资源复用可以通过使用上行链路或下行链路资源来实现。3)专用模式：蜂窝网络将用于D-UE设备的资源的一部分用于其直接通信。4)蜂窝模式：D2D业务以传统方式通过网络节点被转发。专用模式和蜂窝模式分别简化了干扰管理的任务。由于D2D链路(即，通信D-UE对)不干扰其他蜂窝用户，因此可以在这两种模式中使用最大发射功率，以便提供最佳系统性能。然而，这两种模式不能有效地利用资源，以便最大化网络的整体吞吐量。相比之下，复用模式在其频谱效率方面更好。在复用模式中，系统性能还可以通过发送功率优化来提高。然而，需要详细和完整的链路特性的知识，包括潜在地共享相同无线资源的无线链路之间的干扰电平，以有效实现任何基于复用的算法/方法。此外，这种多维数据的挖掘在测量和信令工作方面是麻烦和昂贵的。此外，如果蜂窝无线资源被复用于促进D2D通信，则现有的蜂窝链路和已建立的D2D链路之间存在相互干扰的潜在风险，从而使整体的系统性能降低。许多现有技术方法已经集中在由D2D操作引起的同信道干扰。然而，在这些方法中，诸如基站的网络节点需要知道所有相关链路的信道状态信息(CSI)，这增加了系统的复杂性。其他现有技术方法提出将地理位置作为无线位置信息的替代，其中可以基于通信设备的真实地理位置来估计通信设备之间的瞬时链路质量。还可以利用地理位置信息，以便减轻蜂窝到D2D(C2D)，D2D到蜂窝(D2C)和D2D到D2D(D2D间)干扰。然而，诸如能量效率、精度和计算开销的问题决定了特定定位技术的适用性。在定位技术方面，诸如到达角(angleofarrival，AoA)和到达时间差(timedifferenceofarrival，TDoA)之类的网络辅助技术比基于UE的技术优选，例如辅助GPS(A-GPS)或全球导航卫星系统(GLONASS)，因为它们需要较少的信令开销。然而，基于网络的定位技术遭受比基于UE的技术更高的定位不准确性。在网络控制的D2D通信中，网络决定两个UE之间的通信是被允许直接发生(D模式)还是经由蜂窝基础设施(C模式)，例如，基站来发生。在这两种情况下，使用相同的无线电资源。因此，存在次优模式选择决定可能容易导致已建立的蜂窝链路的严重干扰上升和恶化的潜在风险。因此，网络还必须在其决策中使用这样的先发知识。该决定可以基于许多因素，例如潜在D-UE之间的地理位置和距离、信道和无线条件、UE能力等。某种资源分配策略的选择对总体效率和小区吞吐量具有直接影响。RA方案，其能够适应不同的用户分布和星座，例如，比蜂窝用户更多的D2D，可以大大提高系统性能。图17所示的现有技术的示例性系统包括：位于小区中心的LTE演进节点B(eNB)1700和多个随机放置的用户(C-UE1701和D-UE1702)，其中用户可以以均匀或非均匀的方式分布。D2D通信使用复用蜂窝资源，即物理资源块(PRB)的TDD或FDD在LTE频带中进行。图17示出了几种可能的干扰场景。由于与蜂窝通信并行操作并复用蜂窝无线资源的D2D通信，因而出现了若干新颖且复杂的干扰问题，例如C2D、D2C和D2D间干扰。因此，链路对应于通信链路，并通过该通信链路，在所涉及的实体之间双向地或单向地发送期望的信息、数据和/或控制信息。干扰是不期望的信号，其可以降低期望信号的信号与干扰加噪声比(SINR)，从而可能导致性能降低，例如在吞吐量方面。因此，术语D2D链路是指通过其在D-UE对之间发送和/或接收期望信号的D2D通信链路。术语蜂窝链路是指通过其在C-UE和基站，例如，如图17所示的eNB之间发送和/或接收期望信号的蜂窝通信。术语C2D干扰是指由蜂窝通信的不期望的信号引起的D2D通信的干扰。术语D2C干扰是指由D2D通信的不期望的信号引起的蜂窝通信的干扰，例如，图17示出的“对蜂窝eNB的干扰”。术语D2D间干扰是指由另一D-UE对的不期望信号引起的D2D通信的干扰。因此，对于蜂窝基础设施下面的D2D通信的资源管理是特别有挑战性的，因为需要在蜂窝和D2D链路之间管理小区内和小区间干扰。Belleschi等人，“用于D2D通信的分布式资源分配方案的性能分析”，IEEE全球通信会议研讨会，2011，提出了一种用于模式选择、资源分配和功率分配的联合优化的框架。然而，如果可以获得关于C2D、D2C和D2D间信道增益的完整知识，则最佳性能才能够被实现。Nam等人，“用于OFDMA认知无线电系统的基于位置的资源分配”，关于无线通信网络认知无线电(CROWNCOM)的第五次国际IEEE会议的会议记录，2010，介绍了用于基于OFDMA的认知无线电系统的RA算法，其利用主用户和辅助用户的定位信息，而不是干扰链路的CSI。然而，假设准确的定位技术(其中，GPS)，以便去除针对RA的CSI依赖性。此外，通过考虑发射UE(TxUE)和接收UE(RxUE)之间的距离，在概率意义(对数正态阴影)中估计干扰，从而也需要精确的信道模型。此外，从现有技术中已知距离相关RA方案。例如，在一种方案中，网络向C-UE的PRB分配某个D2D链路，该C-UE处于距离L﹥Lmin，其中Lmin是预先选择的距离约束，以便控制来自所选择的C-UE发送到使用相同PRB的D-UE的干扰。如果设想D2D传输在蜂窝上行链路(UL)中进行，则在这种情况下不能有效地消除D2C干扰，因为对于RA不考虑基站(BS)和发射D-UE之间的距离。然而，可以通过最佳选择距离Lmin来减轻C2D干扰。基于距离的RA方案的一个主要缺点是对于最佳RA决策，需要精确的地理定位，这导致增加的信令开销和处理时延。
技术实现思路
鉴于上述缺点和问题，本专利技术旨在改进现有技术。具体地，本专利技术的目的是提供一种用于无线网络中的D2D通信的资源分配方法，该方法最小化小区中的D2C、C2D和D2D间干扰。本专利技术的目的还在于提高整体的系统性能，同时需要减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线网络中的设备到设备D2D通信的无线资源管理方法(100)，包括：确定(101)所述无线网络的至少一个小区(300)中的至少一个蜂窝用户设备C‑UE(302)和/或至少一个D2D用户设备D‑UE(301)相对于基站(200)的角度信息；向所述至少一个C‑UE(302)和/或所述至少一个D‑UE(301)分配(102)可用无线资源；基于至少一个D‑UE对(303)的角度信息以及所述至少一个C‑UE(302)和/或所述至少一个D‑UE(301)的角度信息，从分配有可用无线资源的所述至少一个C‑UE(302)和/或所述至少一个D‑UE(301)中为所述至少一个D‑UE对(303)选择(103)至少一个对等UE；以及将向所述至少一个对等UE分配的所述无线资源的至少一部分共享(104)给所述至少一个D‑UE对(303)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于无线网络中的设备到设备D2D通信的无线资源管理方法(100)，包括：确定(101)所述无线网络的至少一个小区(300)中的至少一个蜂窝用户设备C-UE(302)和/或至少一个D2D用户设备D-UE(301)相对于基站(200)的角度信息；向所述至少一个C-UE(302)和/或所述至少一个D-UE(301)分配(102)可用无线资源；基于至少一个D-UE对(303)的角度信息以及所述至少一个C-UE(302)和/或所述至少一个D-UE(301)的角度信息，从分配有可用无线资源的所述至少一个C-UE(302)和/或所述至少一个D-UE(301)中为所述至少一个D-UE对(303)选择(103)至少一个对等UE；以及将向所述至少一个对等UE分配的所述无线资源的至少一部分共享(104)给所述至少一个D-UE对(303)。2.根据权利要求1所述的无线资源管理方法(100)，包括：将位于与所述至少一个D-UE对(303)呈大于确定阈值的角距离处的至少一个UE(301，302)确定为所述至少一个对等UE。3.根据权利要求1所述的无线资源管理方法(110)，包括：将位于与所述至少一个D-UE对(303)中的发射机D-UE(301)呈最大角距离处的至少一个UE(301，302)确定为所述至少一个对等UE。4.根据权利要求1所述的无线资源管理方法(100)，包括：将所述至少一个小区(300)划分成多个扇区(400)；基于至少一个扇区(400)中的至少一个UE(301，302)的所述角度信息，确定所述至少一个扇区(400)的参考角(401)；确定所述至少一个扇区(400)的对等扇区，其中所述对等扇区是相比所述至少一个扇区(400)的参考角(401)具有最大角度差的参考角(401)的扇区(400)；以及将位于包括所述至少一个D-UE对(303)的扇区(400)的所述对等扇区中的至少一个UE(301，302)确定为所述至少一个对等UE。5.根据权利要求4所述的无线资源管理方法(100)，包括：基于UE密度，将所述至少一个小区(300)划分成多个扇区(400)。6.根据权利要求4所述的无线资源管理方法(100)，包括：将所述至少一个小区(300)划分成固定数量的多个扇区(400)。7.根据权利要求4至6中任一项所述的无线资源管理方法(100)，包括：将与所述至少一个D-UE对(303)具有最大角距离的所述对等扇区中的至少一个UE(301，302)确定为所述至少一个对等UE。8.根据权利要求1至7中任一项所述的无线资源管理方法(100)，包括：在所述无线网络中的所述至少一个小区(300)中，定义禁区(600)；以及确定没有位于所述禁区(600)中的D-UE(301，302)作为所述至少一个对等UE。9.根据权利要求4至8中任一项所述的无线资源管理方法(100)，包括：测量所述至少一个C-UE(302)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：周冁，欧意姆·布拉克次，约瑟夫·艾辛格，拉哈·萨迪拉胡，安德瑞斯·克莱恩，
申请(专利权)人：杜塞尔多夫华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE