一种基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法技术

技术编号:13921221 阅读:53 留言:0更新日期:2016-10-27 21:33
本发明专利技术请求保护一种基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法,涉及蜂窝和D2D混合通信网络中的干扰协调技术在LTE‑A系统中引入D2D通信,会在蜂窝用户与D2D用户之间产生相互干扰。本文提出了一种基于距离的干扰协调方法来限制两者之间的干扰,主要分为两个阶段,在第一阶段,通过对蜂窝用户中断概率的分析,得出一个以基站为中心的圆形区域,称为非复用区,即在此范围内的D2D用户不能复用蜂窝用户的资源;在第二个阶段,通过对D2D用户中断概率的分析,得出一个以D2D接收端为中心的圆形区域,称为非资源区,即D2D用户不能复用在此范围内的蜂窝用户的资源。该方法能显著地降低蜂窝用户与D2D用户的中断概率,同时降低基站侧的信令负担,并且具有很好地实现性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于移动通信
,涉及到蜂窝和D2D混合通信系统中的干扰协调技术。
技术介绍
随着3G、4G蜂窝网络的大规模商用,以及智能手机、平板电脑等各种便携式终端的普及,人们对大宽带数据通信需求有了爆炸性增长。虽然上述网络的带宽不断提升,但是仍然难以满足用户对于在线高清视频、在线实时游戏、数据实时共享等大带宽业务的需求。如何利用有限的无线资源来满足用户对高效、可靠的移动宽带数据业务的需求,成为当前学术界和产业界共同关注的热点。由于授权蜂窝频谱带宽有限,而用户对于蜂窝通信带宽的需求却在不断增长,提高频谱利用率是解决这种矛盾的主要方法,这也是蜂窝系统无线接入网演进的一个核心课题。为了能够高效的利用有限的蜂窝频谱,一种先进的近场通信技术——D2D通信技术应运而生,在2012年,3GPP的SA工作组研究和讨论了近场通信的可行性;2012年12月,高通公司在RAN全会中提出了“蜂窝下D2D近距离服务研究”项目。该项目己经正式获得了3GPP的立项批准,D2D技术正式进入LTE-A后续演进的标准化进程。在传统的蜂窝通信系统中,通信双方的数据需要由基站进行转发。D2D通信指终端与终端进行直连的通信,当两个用户的距离比较近时,他们可以直接进行数据转发而不需要基站,大大减轻了基站的负载。D2D通信技术不仅可以提高系统的吞吐量,还可以减少终端的能量消耗,同时由于其可以复用蜂窝用户的频谱资源进行通信,从而可以提高系统的频谱效率。D2D通信在带来诸多效益的同时,它也给无线资源管理提出了新的挑战,尤其是当D2D用户复用蜂窝用户资源进行通信时,会在两者之间带来严重的同频干扰。在D2D用户复用蜂窝上行资源进行通信时,会对蜂窝用户在基站侧的接受产生干扰,而相对应的蜂窝用户则会对D2D用户的接受产生干扰,如何进行有效的干扰协调与资源优化来保证D2D用户与蜂窝用户的QoS成为研究D2D通信的一个重要课题。但是,在现有的研究中,基站需要知道所有通信链路的信道状态信息,而蜂窝用户与D2D接收端之间的以及D2D通信链路之间的信道状态信息,基站是很难获取的。同时,当蜂窝小区中拥有多对D2D用户和蜂窝用户时,获取通信链路之间的信道状态信息时,无疑会增加基站的信令负担。
技术实现思路
针对以上现有技术存在的问题,本专利技术的目的在于提供一种能显著地降低蜂窝用户与D2D用户的中断概率,同时降低基站侧的信令负担的基于用户位置信息的干扰协调方法,本专利技术的技术方案如下:一种基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法,其包括以下步骤:101、在第一阶段,设定一个中断概率阈值计算出蜂窝用户在基站侧的中断概率,得出一个以基站为中心,以D2D用户发射端到基站的距离为半径的圆形区域,即为非复用区,即在此圆形区域内的D2D用户不能复用蜂窝用户的资源;只有在这区域之外才可以复用蜂窝用户的资源进行通信;102、在第二个阶段,通过计算D2D接收端用户在蜂窝用户干扰下的中断概率,得出一个以D2D接收端为中心,蜂窝用户到D2D用户接收端的距离为半径的圆形区域,即为非资源区,即D2D用户复用在此范围之外的蜂窝用户的资源。进一步的,所述步骤101采用了单小区情景下的干扰模型,即:基站BS位于蜂窝小区的中心区域,蜂窝用户与D2D用户随机分布在小区内;假设小区内有一对D2D用户,N个蜂窝用户,并且规定一个D2D用户最多只能复用一个蜂窝用户的资源,D2D-TX表示D2D发射端,D2D-RX表示D2D接受端,第n个蜂窝用户表示为CUEn,表示为第n个蜂窝用户到基站的距离,rD表示为D2D发射端到基站的距离,表示为蜂窝用户CUE1到D2D接收端的距离,ρ表示为D2D发射端到接收端的距离。进一步的,所述D2D接收端的接受信号可以表示为: y i = h D D p D ρ - α x D + h C i D P C i L - α C i x C i + n 0 - - - ( 2 ) ]]>在上式中,xD表示为D2D发射端向接收端发射的信号,表示蜂窝用户i的发射信号,hDD、分别表示为D2D通信链路以及蜂窝用户到D2D接收端的通信链路的信道衰落系数,他们均服从高斯分布,pD、分别表示D2D发射端与蜂窝用户的发射功率,α表示为路径损耗指数,n0为加性高斯白噪声。进一步的,所述步骤101蜂窝用户在基站侧的中断概率为: P r [ γ B S < γ min | r D ] = ∫ 0 γ min f γ B S ( γ B S ) dγ B S = F γ B S ( γ min ) ]]>其中与分别为r本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法,其特征在于,包括以下步骤:101、在第一阶段,设定一个中断概率阈值计算出蜂窝用户在基站侧的中断概率,得出一个以基站为中心,以D2D用户发射端到基站的距离为半径的圆形区域,即为非复用区,即在此圆形区域内的D2D用户不能复用蜂窝用户的资源;只有在这区域之外才可以复用蜂窝用户的资源进行通信;102、在第二个阶段,通过计算D2D接收端用户在蜂窝用户干扰下的中断概率,得出一个以D2D接收端为中心,以蜂窝用户到D2D接收端为半径的圆形区域,即为非资源区,D2D用户复用在此圆形区域范围之外的蜂窝用户的资源。

【技术特征摘要】
1.一种基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法,其特征在于,包括以下步骤:101、在第一阶段,设定一个中断概率阈值计算出蜂窝用户在基站侧的中断概率,得出一个以基站为中心,以D2D用户发射端到基站的距离为半径的圆形区域,即为非复用区,即在此圆形区域内的D2D用户不能复用蜂窝用户的资源;只有在这区域之外才可以复用蜂窝用户的资源进行通信;102、在第二个阶段,通过计算D2D接收端用户在蜂窝用户干扰下的中断概率,得出一个以D2D接收端为中心,以蜂窝用户到D2D接收端为半径的圆形区域,即为非资源区,D2D用户复用在此圆形区域范围之外的蜂窝用户的资源。2.根据权利要求1所述的基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法,其特征在于,所述步骤101采用了单小区情景下的干扰模型,即:基站BS位于蜂窝小区的中心区域,蜂窝用户与D2D用户随机分布在小区内;假设小区内有一对D2D用户,N个蜂窝用户,并且规定一个D2D用户最多只能复用一个蜂窝用户的资源,D2D-TX表示D2D发射端,D2D-RX表示D2D接受端,第n个蜂窝用户表示为CUEn,表示为第n个蜂窝用户到基站的距离,rD表示为D2D发射端到基站的距离,表示为蜂窝用户CUE1到D2D接收端的距离,ρ表示为D2D发射端到接收端的距离。3.根据权利要求2所述的基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法,其特征在于,所述D2D接收端的接受信号可以表示为: y i = h D D p D ρ - α x D + h C i D P C i L - α C i x C i + n 0 - - - ( 2 ) ]]>在上式中,xD表示为D2D发射端向接收端发射的信号,表示蜂窝用户i的发射信号,hDD、分别表示为D2D通信链路以及蜂窝用户到D2D接收端的通信链路的信道衰落系数,他们均服从高斯分布,pD、分别表示D2D发射端与蜂窝用户的发射功率,α表示为路径损耗指数,n0为加性高斯白噪声。4.根据权利要求2所述的基于用户位置信息的D2D通信干扰协调方法,其特征在于,所述步骤101蜂窝用户在基站侧的中断概率为: P r [ γ B S < γ min | r D ] = ∫ 0 &gam...

【专利技术属性】
技术研发人员:韦世红黄祥刘远航叶宗刚赵迎芝
申请(专利权)人:重庆邮电大学
类型:发明
国别省市:重庆;50

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