一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法及装置制造方法及图纸

本公开提供了一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法及装置，所述方法包括：获取当前D2D用户终端所属D2D对中两个D2D用户终端之间的通信距离；基于所述通信距离确定D2D传输方式，若传输方式为两跳传输，则利用基于网格优先级的中继选择方法选择最佳中继设备进行数据转发，若传输方式为单跳传输，则不需转发；其中，所述基于网格优先级的中继选择方法，具体为：将两个D2D用户终端的信号覆盖范围的重叠覆盖区域离散为若干网格，基于每个网格中心到两个D2D用户终端的距离和的大小，对重叠覆盖区域的若干网格进行排序，基于排序结果选择具有最小两跳距离和的中继设备作为最佳中继；基于确定的D2D传输方式，D2D用户之间的D2D链路复用蜂窝上行链路频谱进行数据传输。复用蜂窝上行链路频谱进行数据传输。复用蜂窝上行链路频谱进行数据传输。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法及装置


[0001]本公开属于通信
，尤其涉及一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着移动设备的使用量呈指数级增长，无线通信对更高的数据速率、更低的能耗和时延、更大的覆盖范围的需求快速增长，蜂窝网络正面临着无线数据流量爆炸性增长和频谱短缺的巨大挑战。传统的蜂窝网络采用基站(Base Station，BS)进行数据转发，导致网络的容量和覆盖范围受限，同时也会消耗大量的频谱资源。并且，通过基站进行信息交换有时是低效的，特别是当蜂窝用户(Cellular User，CUE)彼此靠近的时候。D2D(Device
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Device)通信作为提高蜂窝网络性能的关键技术受到了人们的广泛关注。D2D通信使得相邻设备之间可以直接进行数据传输，从而填补了基站的覆盖盲区，极大地减轻了基站的负载压力。同时，短距离通信可以降低发射功率，提高传输速率和网络容量，有效缓解基站的负载压力。为了提高频谱效率，D2D链路和蜂窝链路可以复用相同的频谱资源，但这会造成相互干扰，从而影响两个系统的通信质量；传统的D2D蜂窝网络通常考虑单跳D2D链路，并且D2D用户之间的距离是一个固定值。但是，对于远距离传输单跳传输无法适用；同时，传统研究通常假定中继节点均匀分布在一个圆形区域中，或者中继和用户之间的距离是固定的，然而，考虑到设备的无线覆盖区域，这些假设在很多情况下是不现实的。

技术实现思路

[0004]本公开为了解决上述问题，提供了一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法及装置，所述方案考虑D2D用户之间的随机距离，提出自适应的D2D单跳和两跳传输策略，即根据D2D Tx和D2D Rx之间的距离，自适应地确定单跳或两跳D2D传输模式，D2D通信可以共享蜂窝上行频谱；同时，为了保护蜂窝通信的质量，所述方案在基站周围设置防护区，以防止附近的D2D发射机与蜂窝用户同时共用信道，避免D2D通信对蜂窝通信产生强干扰。
[0005]在一个实施例中，公开了一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法，其应用于大规模D2D蜂窝网络中的D2D用户终端，所述方法包括：
[0006]获取当前D2D用户终端所属D2D对中两个D2D用户终端之间的通信距离；
[0007]基于所述通信距离确定D2D传输方式，若传输方式为两跳传输，则利用基于网格优先级的中继选择方法选择最佳中继设备进行数据转发，若传输方式为单跳传输，则不需转发；其中，所述基于网格优先级的中继选择方法，具体为：将两个D2D用户终端的信号覆盖范围的重叠覆盖区域离散为若干网格，基于每个网格中心到两个D2D用户终端的距离和的大小，对重叠覆盖区域的若干网格进行排序，基于排序结果选择具有最小两跳距离和的中继设备作为最佳中继；
[0008]基于确定的D2D传输方式，D2D用户之间的D2D链路复用蜂窝上行链路频谱进行数据传输。
[0009]进一步的，所述基于网格优先级的中继选择方法，还可以为：将两个D2D用户终端的信号覆盖范围的重叠覆盖区域离散为若干网格，基于每个网格中心到两个D2D用户终端的距离乘积的大小，对重叠覆盖区域的若干网格进行排序，基于排序结果选择具有最小两跳距离乘积的中继设备作为最佳中继；
[0010]或，从重叠覆盖区域的若干网格中随机选择一个中继作为最佳中继。
[0011]进一步的，所述D2D对中两个D2D用户之间进行数据传输时，D2D链路复用蜂窝上行链路频谱进行单跳或两跳传输；其中，所述大规模D2D蜂窝网络中的每个基站，在一定时间内仅能选择其覆盖范围内的一个蜂窝用户实现上行传输。
[0012]进一步的，为了保证蜂窝通信质量，在每个基站周围设置预设半径范围的防护区，通过所述防护区内的D2D用户终端禁止占用蜂窝上行链路频谱；
[0013]进一步的，所述防护区外的D2D用户基于ALOHA协议，按照媒体访问概率机会性的访问蜂窝上行链路频谱。
[0014]进一步的，所述基于所述距离确定D2D传输方式，具体为：基于两个D2D用户终端之间的通信距离，判断所述通信距离是否小于两个D2D用户终端信号覆盖范围半径d0；若小于d0则传输方式为单跳传输；若大于等于d0且小于2d0则传输方式为两跳传输。
[0015]在一个实施例中，公开了一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法，其应用于大规模D2D蜂窝网络中的基站，所述方法包括：
[0016]在一定时间内选择当前基站覆盖范围内的一个蜂窝用户实现上行传输；
[0017]大规模D2D蜂窝网络中的D2D对之间进行单跳或两跳传输时，D2D链路复用蜂窝上行链路频谱；
[0018]其中，所述D2D对之间的数据传输方式基于D2D对中两个D2D用户终端之间的通信距离确定，且输方式为两跳传输，则利用基于网格优先级的中继选择方法选择最佳中继设备进行数据转发，所述基于网格优先级的中继选择方法，具体为：将两个D2D用户终端的信号覆盖范围的重叠覆盖区域离散为若干网格，基于每个网格中心到两个D2D用户终端的距离和的大小，对重叠覆盖区域的若干网格进行排序，基于排序结果选择具有最小两跳距离的中继设备作为最佳中继。
[0019]进一步的，为了保证蜂窝通信质量，在每个基站周围设置预设半径范围的防护区，通过所述防护区内的D2D用户终端禁止占用蜂窝上行链路频谱。
[0020]在不同的实施例中，公开了一种D2D用户终端，其被配置为执行一些实施例中所公开的方法。在又一个实施例中，公开了一种基站，其被配置为执行一些实施例中所公开的方法。在又一个实施例中提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现一些实施例中所公开的方法。
[0021]与现有技术相比，本公开的有益效果是：
[0022](1)为了更好地引入D2D通信，减少多跳的长时延,本公开所述方案考虑D2D用户之间的随机距离，提出自适应的D2D单跳和两跳传输策略，即根据D2D Tx和D2D Rx之间的距离，自适应地确定单跳或两跳D2D传输模式，D2D通信可以共享蜂窝上行频谱；同时，在蜂窝网络中引入D2D通信必然会影响蜂窝通信质量，为了保护蜂窝通信的质量，本公开所述方案
在基站周围设置防护区，以防止附近的D2D发射机与蜂窝用户同时共用信道，避免D2D通信对蜂窝通信产生强干扰；防护区外的D2D Txs采用ALOHA协议按照媒体访问概率ξ机会性地访问频谱。
[0023](2)本公开所述方案提供了一种基于网格优先级的中继选择算法以协助D2D两跳传输。该算法能够以较低的计算复杂度确定重叠覆盖区的最佳中继，并简化了基于距离的不同中继选择标准的性能分析，可以采用离散化的方式分析D2D两跳通信的成功概率，该方法可适用于其他基于距离感知的中继选择策略；通过考虑中继节点的可能位置，对重叠覆盖区域进行网格划分可以大大简化基于最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法，其应用于大规模D2D蜂窝网络中的D2D用户终端，其特征在于，所述方法包括：获取当前D2D用户终端所属D2D对中两个D2D用户终端之间的通信距离；基于所述通信距离确定D2D传输方式，若传输方式为两跳传输，则利用基于网格优先级的中继选择方法选择最佳中继设备进行数据转发，若传输方式为单跳传输，则不需转发；其中，所述基于网格优先级的中继选择方法，具体为：将两个D2D用户终端的信号覆盖范围的重叠覆盖区域离散为若干网格，基于每个网格中心到两个D2D用户终端的距离和的大小，对重叠覆盖区域的若干网格进行排序，基于排序结果选择具有最小两跳距离和的中继设备作为最佳中继；基于确定的D2D传输方式，D2D用户之间的D2D链路复用蜂窝上行链路频谱进行数据传输。2.如权利要求1所述的一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法，所述基于网格优先级的中继选择方法，还可以为：将两个D2D用户终端的信号覆盖范围的重叠覆盖区域离散为若干网格，基于每个网格中心到两个D2D用户终端的距离乘积的大小，对重叠覆盖区域的若干网格进行排序，基于排序结果选择具有最小两跳距离乘积的中继设备作为最佳中继；或，从重叠覆盖区域的若干网格中随机选择一个中继作为最佳中继。3.如权利要求1所述的一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法，其特征在于，所述D2D对中两个D2D用户之间进行数据传输时，D2D链路复用蜂窝上行链路频谱进行单跳或两跳传输；其中，所述大规模D2D蜂窝网络中的每个基站，在一定时间内仅能选择其覆盖范围内的一个蜂窝用户实现上行传输；或，为了保证蜂窝通信质量，在每个基站周围设置预设半径范围的防护区，通过所述防护区内的D2D用户终端禁止占用蜂窝上行链路频谱。4.如权利要求3所述的一种自适应单跳和两跳的D2D数据传输方法，其特征在于，所述防护区外的D2D用户基于ALOHA协议，按照媒体访问概率机会性的访问蜂窝上行链路频谱。5.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟超，代昊，于嘉超，李玉军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：