一种蜂窝用户分簇通信方法、系统及eNodeB、终端技术方案

本发明专利技术公开了一种蜂窝用户分簇通信方法、系统及eNodeB、终端,涉及移动通信领域，其中的方法包括：eNodeB根据用户终端的位置分布关系建立至少一个簇，确定属于簇的簇头终端和簇成员终端；eNodeB向簇头终端分配簇ID以及簇信道资源；簇头终端接收到在簇成员终端之间建立D2D连接的请求，向D2D连接分配簇信道资源，以使簇成员终端之间通过簇信道资源进行通信。本发明专利技术的方法、系统及eNodeB、终端，通过将小区内的用户终端按位置划分为多个用户簇，按簇分配资源，簇头提供簇内信息汇聚广播并且实现簇内用户直接通信，可实现自主分簇、设备到设备通信，满足业务对通信时延、可靠性等传输特性的要求，提高资源利用效率。

A cellular user cluster communication method, system, eNodeB, terminal

The invention discloses a cellular cluster communication method, system and eNodeB terminal, and relates to the mobile communication field, the method includes: eNodeB establish at least one cluster according to the location of the distribution relationship between the user terminal, determine the cluster head belongs to the terminal and the terminal cluster members; eNodeB to cluster ID and cluster distribution terminal head cluster channel resources; cluster head terminal receives a request for establishing the D2D connection between the terminal connected with the distribution of cluster members, cluster channel resources to the D2D to communicate through the cluster channel resources between cluster members terminal. The method, system and eNodeB terminal, the user terminal according to the position within the district is divided into a plurality of user clusters, cluster according to the allocation of resources, cluster head cluster provide information gathering and broadcasting cluster users direct communication, can realize automatic clustering, device to device communication, to meet the business requirements the communication delay and reliability of transmission characteristics, improve resource utilization efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝用户分簇通信方法、系统及eNodeB、终端
本专利技术涉及移动通信
，尤其涉及一种蜂窝用户分簇通信方法、系统及eNodeB、终端。
技术介绍
随着移动互联网与物联网的发展，各种新型移动数据业务不断涌现，对移动通信网络技术提出了新的性能需求。如车联网业务要求移动通信网络需要支持相距较近的移动用户之间的低时延快速响应与通信，同时车联网用户移动速度快，运动区域广，对网络覆盖能力与通信可靠性又提出了巨大的挑战。基于蜂窝通信的传统移动通信网络，如第4代移动通信系统LTE-A(LongTermEvolutionAdvanced，长期演进技术升级版)系统包括核心网与无线接入网两个层面，其中在无线接入网侧主要依靠eNodeB(evolvedNodeB,演进型基站)作为蜂窝通信的基本节点。用户通过接入各个eNodeB小区建立无线连接并与核心网建立承载，实现用户间的移动通信服务。基于eNodeB的蜂窝式的组网结构实现了小区级频谱资源复用，提升了频谱资源利用效率，但是要求用户间通信必须经由eNodeB完成接入与数据转发，特别是当大量用户同时发起业务请求时，系统调度周期增大，难以满足低时延应用对用户间通信传输时延的要求，且在小区边缘等弱覆盖区域，难以保证用户间的可靠通信。因此，针对低时延应用等新型移动互联网应用的业务特点，研究如何基于蜂窝网络，实现资源有效分配、提高资源利用效率，降低用户间通信时延，提高通信可靠性是移动通信网络需要解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种蜂窝用户分簇通信方法、系统及eNodeB、终端。根据本专利技术的一个方面，提供一种蜂窝用户分簇通信方法,包括：eNodeB根据用户终端的位置分布关系建立至少一个簇，确定属于所述簇的簇头终端和簇成员终端；所述eNodeB向所述簇头终端分配簇ID以及簇信道资源；所述簇头终端接收到在所述簇成员终端之间建立D2D连接的请求，向所述D2D连接分配所述簇信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇信道资源进行通信。可选地，所述簇信道资源包括：簇公用信道资源和簇专用信道资源；所述簇头终端向所述D2D连接分配所述簇专用信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇专用信道资源进行通信。可选地，所述簇头终端在所述簇内广播用户状态消息；所述簇成员终端在接收到所述簇头终端的用户状态消息后，使用所述簇公用信道资源发送簇成员广播消息；所述簇头终端将所述簇成员广播消息在所述簇内进行广播；其中，所述簇成员广播消息携带的信息包括：用户标识、业务类型、业务内容。可选地，所述簇头终端接收到在所述簇成员终端之间建立D2D连接的请求、向所述D2D连接分配所述簇信道资源包括：所述簇成员终端使用所述簇公用信道资源向所述簇头终端发送所述建立D2D连接的请求；其中，所述建立D2D连接的请求携带的信息包括：用户标识、目标用户标识、请求类型；所述簇头终端向所述簇成员终端发送D2D连接建立指示；其中，所述D2D连接建立指示中携带了簇专用信道资源信息。可选地，在所述簇头终端向所述D2D连接分配所述簇专用信道资源之后包括：所述D2D连接的请求方簇成员终端对所述簇专用信道资源进行检测；所述请求方簇成员终端基于所述簇专用信道资源的信道干扰水平确定是否建立所述D2D连接，并向所述簇头终端发送D2D连接确认消息；所述簇头终端根据所述确认消息更新所述簇专用信道资源占用情况与信道干扰水平，并周期性地上报簇状态消息，其中，所述簇状态消息携带的信息包括：簇头用户标识、簇头相邻用户、簇专用信道资源信息；其中，所述eNodeB根据所述簇专用信道资源占用情况与信道干扰水平进行簇信道资源的分配、复用。可选地，用户终端与所述eNodeB建立连接并发送业务消息；其中，所述业务消息携带的信息包括：源地址、目标地址、业务类型、业务内容：当基于所述业务消息判断所述用户终端存在建立终端之间直接通信的需求时，则所述eNodeB向所述用户终端发送通知消息，以使所述用户终端使用指定的频率资源发送用户状态消息并监听其它用户终端发送的用户状态消息；其中，所述其它用户终端包括：簇头终端、簇成员终端。可选地，所述用户终端使用指定的频率资源发送用户状态消息并监听其它用户终端发送的用户状态消息包括：当所述用户终端判断没有其它用户终端发送用户状态消息、或者其它用户发送用户状态消息的信号强度低于预设的第一门限时，则使用所述指定的频率资源发送用户状态消息；其中，所述用户状态消息携带的信息包括：用户标识、簇ID、簇头标识、簇公用信道资源号。可选地，当所述用户终端判断监听到的其它用户终端发送用户状态消息的信号强度大于预设的第二门限时，则判定该其它用户终端为相邻用户并记录相邻用户的用户标识。可选地，当所述用户终端判断发送用户状态消息的其它用户终端为所述簇头终端、且所述用户终端未属于任何簇时，则所述用户终端加入所述簇头终端所在的簇，并发送更新后的用户状态消息。可选地，所述簇成员终端使用指定的频率资源发送用户状态消息并监听其它用户终端发送的用户状态消息；当所述簇成员终端判断发送用户状态消息的其它用户终端为所述簇头终端、且所述簇成员终端所在簇的簇头终端的信号质量在预设的时长内低于第三门限时，则所述簇成员终端加入所述簇头终端所在的新簇，并发送更新后的用户状态消息。可选地，当所述用户终端未属于任何簇时，所述用户终端按预设的周期向所述eNodeB发送用户测量消息；所述用户测量消息中包含相邻用户的信息；当所述用户终端新加入簇或所述簇成员终端更新簇时，所述用户终端或所述簇成员终端即时向eNodeB发送用户测量消息，其中，用户测量消息中包含新加入簇或更新簇的簇头信息；eNodeB根据接收到用户测量消息统计用户位置关系与簇分布情况。根据本专利技术的另一方面，提供一种eNodeB，包括：基站簇管理模块，用于根据用户终端的位置分布关系建立至少一个簇，确定属于所述簇的簇头终端和簇成员终端，向所述簇头终端分配簇ID以及簇信道资源；基站发送模块，用于将簇ID以及簇信道资源通知给簇头终端；其中，所述簇头终端接收到在所述簇成员终端之间建立D2D连接的请求，向所述D2D连接分配所述簇信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇信道资源进行通信。可选地，所述簇信道资源包括：簇公用信道资源和簇专用信道资源；所述簇头终端向所述D2D连接分配所述簇专用信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇专用信道资源进行通信；所述eNodeB，包括：基站接收模块，用于接收所述簇头终端周期性上报的簇状态消息，其中，所述簇状态消息携带的信息包括：簇头用户标识、簇头相邻用户、簇专用信道资源信息；所述基站簇管理模块，还用于根据所述簇专用信道资源占用情况与信道干扰水平进行簇信道资源的分配、复用。可选地，用户终端与所述eNodeB建立连接并发送业务消息；所述基站簇管理模块，还用于在判断所述用户终端存在建立终端之间直接通信的需求时，指定所述用户终端用于发送用户状态消息并监听其它用户终端的频率资源；所述基站发送模块，还用于向所述用户终端发送通知消息，以使所述用户终端使用指定的频率资源发送用户状态消息并监听其它用户终端发送的用户状态消息。可选地，所述基站接收模块，还用于接收未属于任何簇的所述用户终端按预设的周期向发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝用户分簇通信方法,其特征在于，包括：eNodeB根据用户终端的位置分布关系建立至少一个簇，确定属于所述簇的簇头终端和簇成员终端；所述eNodeB向所述簇头终端分配簇ID以及簇信道资源；所述簇头终端接收到在所述簇成员终端之间建立D2D连接的请求，向所述D2D连接分配所述簇信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇信道资源进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝用户分簇通信方法,其特征在于，包括：eNodeB根据用户终端的位置分布关系建立至少一个簇，确定属于所述簇的簇头终端和簇成员终端；所述eNodeB向所述簇头终端分配簇ID以及簇信道资源；所述簇头终端接收到在所述簇成员终端之间建立D2D连接的请求，向所述D2D连接分配所述簇信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇信道资源进行通信。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述簇信道资源包括：簇公用信道资源和簇专用信道资源；所述簇头终端向所述D2D连接分配所述簇专用信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇专用信道资源进行通信。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，包括：所述簇头终端在所述簇内广播用户状态消息；所述簇成员终端在接收到所述簇头终端的用户状态消息后，使用所述簇公用信道资源发送簇成员广播消息；所述簇头终端将所述簇成员广播消息在所述簇内进行广播；其中，所述簇成员广播消息携带的信息包括：用户标识、业务类型、业务内容。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述簇头终端接收到在所述簇成员终端之间建立D2D连接的请求、向所述D2D连接分配所述簇信道资源包括：所述簇成员终端使用所述簇公用信道资源向所述簇头终端发送所述建立D2D连接的请求；其中，所述建立D2D连接的请求携带的信息包括：用户标识、目标用户标识、请求类型；所述簇头终端向所述簇成员终端发送D2D连接建立指示；其中，所述D2D连接建立指示中携带了簇专用信道资源信息。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述簇头终端向所述D2D连接分配所述簇专用信道资源之后包括：所述D2D连接的请求方簇成员终端对所述簇专用信道资源进行检测；所述请求方簇成员终端基于所述簇专用信道资源的信道干扰水平确定是否建立所述D2D连接，并向所述簇头终端发送D2D连接确认消息；所述簇头终端根据所述确认消息更新所述簇专用信道资源占用情况与信道干扰水平，并周期性地上报簇状态消息，其中，所述簇状态消息携带的信息包括：簇头用户标识、簇头相邻用户、簇专用信道资源信息；其中，所述eNodeB根据所述簇专用信道资源占用情况与信道干扰水平进行簇信道资源的分配、复用。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：用户终端与所述eNodeB建立连接并发送业务消息；其中，所述业务消息携带的信息包括：源地址、目标地址、业务类型、业务内容：当基于所述业务消息判断所述用户终端存在建立终端之间直接通信的需求时，则所述eNodeB向所述用户终端发送通知消息，以使所述用户终端使用指定的频率资源发送用户状态消息并监听其它用户终端发送的用户状态消息；其中，所述其它用户终端包括：簇头终端、簇成员终端。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述用户终端使用指定的频率资源发送用户状态消息并监听其它用户终端发送的用户状态消息包括：当所述用户终端判断没有其它用户终端发送用户状态消息、或者其它用户发送用户状态消息的信号强度低于预设的第一门限时，则使用所述指定的频率资源发送用户状态消息；其中，所述用户状态消息携带的信息包括：用户标识、簇ID、簇头标识、簇公用信道资源号。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，包括：当所述用户终端判断监听到的其它用户终端发送用户状态消息的信号强度大于预设的第二门限时，则判定该其它用户终端为相邻用户并记录相邻用户的用户标识。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，包括：当所述用户终端判断发送用户状态消息的其它用户终端为所述簇头终端、且所述用户终端未属于任何簇时，则所述用户终端加入所述簇头终端所在的簇，并发送更新后的用户状态消息。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，包括：所述簇成员终端使用指定的频率资源发送用户状态消息并监听其它用户终端发送的用户状态消息；当所述簇成员终端判断发送用户状态消息的其它用户终端为所述簇头终端、且所述簇成员终端所在簇的簇头终端的信号质量在预设的时长内低于第三门限时，则所述簇成员终端加入所述簇头终端所在的新簇，并发送更新后的用户状态消息。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，包括：当所述用户终端未属于任何簇时，所述用户终端按预设的周期向所述eNodeB发送用户测量消息；所述用户测量消息中包含相邻用户的信息；当所述用户终端新加入簇或所述簇成员终端更新簇时，所述用户终端或所述簇成员终端即时向eNodeB发送用户测量消息，其中，用户测量消息中包含新加入簇或更新簇的簇头信息；eNodeB根据接收到用户测量消息统计用户位置关系与簇分布情况。12.一种eNodeB，其特征在于，包括：基站簇管理模块，用于根据用户终端的位置分布关系建立至少一个簇，确定属于所述簇的簇头终端和簇成员终端，向所述簇头终端分配簇ID以及簇信道资源；基站发送模块，用于将簇ID以及簇信道资源通知给簇头终端；其中，所述簇头终端接收到在所述簇成员终端之间建立D2D连接的请求，向所述D2D连接分配所述簇信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇信道资源进行通信。13.如权利要求12所述的eNodeB，其特征在于，所述簇信道资源包括：簇公用信道资源和簇专用信道资源；所述簇头终端向所述D2D连接分配所述簇专用信道资源，以使所述簇成员终端之间通过所述簇专用信道资源进行通信；所述eNodeB，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆晓东，王敏，乔晓瑜，
申请(专利权)人：中国电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11