一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法技术方案

本发明专利技术一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法，解决现有技术为了减弱D2D通讯带来的干扰影响，存在提高5G系统负荷、增加操作复杂度的问题，方法包括用户性质识别、业务资源分析、中心距离区间判定、边缘距离区间判定、信道资源择优复用；本发明专利技术根据蜂窝用户信噪比来判定其业务质量性能，根据D2D用户对离基站中心点距离来识别其位置，根据D2D用户对与蜂窝用户的相对位置划分成中心用户对和边缘用户对；边缘用户对可以复用任意业务质量优的蜂窝用户所占用的信道资源，中心用户对则仅可以复用对蜂窝用户干扰较小的信道资源；根据满足D2D用户对申请速率的原则，完整计算出D2D用户对需复用的资源块，为提升D2D用户对的业务性能提供质量保障。能提供质量保障。能提供质量保障。

【技术实现步骤摘要】
一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法


[0001]本专利技术涉及5G通讯
，尤其是涉及一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法。

技术介绍

[0002]随着移动互联网和智能终端的快速普及，用户对无线网络速率和容量的要求越来越高，导致终端对频谱资源的需求急剧上升。工作在复用模式下的D2D(Device
‑
to
‑
Device)通信技术由于其允许终端设备通过复用系统中蜂窝用户的频谱资源来进行点对点的直连通信，而不需要经过基站的转发，在有效解决频谱资源短缺的问题的同时，也提高了系统频谱资源的利用率和吞吐量，使其成为无线通信领域的研究热点，目前已被3GPP组织列为5G移动通信的关键技术之一。但D2D通信也会带来新的问题，比如影响蜂窝用户与基站间的正常通信，或者D2D本身受到蜂窝用户的干扰等。现有的研究往往聚焦于精准的功率控制来弱化干扰的影响，或从动态复用信道资源入手，或借助于CoMP多点协作传输技术。但功控及CoMP技术会提高5G系统的负荷，动态复用信道资源又增加了操作的复杂度。

技术实现思路

[0003]本专利技术主要是解决现有技术为了减弱D2D通讯带来的干扰影响，存在提高5G系统负荷、增加操作复杂度的问题，提供了一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法。从分析D2D用户对与蜂窝用户离基站的距离入手，将其相对位置关系划分为不同区间，根据不同区间内存在的不同干扰，可以捕获D2D用户对可以复用的资源块集，并根据占用该资源块的用户业务性能状况，挑选出最优的资源块作为目标资源块，从而最小化D2D干扰，最大化提高5G系统的频谱资源利用率和系统性能。
[0004]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法，包括，
[0005]根据信噪比判定业务质量优蜂窝用户和业务质量差蜂窝用户，根据D2D用户对与基站中心位置距离设定中心用户对和边缘用户对；
[0006]对于中心用户对，在业务质量优蜂窝用户中选取干扰小的蜂窝用的信道资源进行复用，获得中心用户对可复用候选资源集，对于边缘用户对，选取任意业务质量优蜂窝用户的信道资源进行复用，获得边缘用户对可复用候选资源集；
[0007]从中心用户对可复用候选资源集中筛选所有未被D2D用户对占用的信道资源，在这些信道资源中选取满足中心用户对申请业务速率条件数量的资源块供中心用户对复用；
[0008]从边缘用户对可复用候选资源集中筛选所有未被D2D用户对占用的信道资源，在这些信道资源中选取满足边缘用户对申请业务速率条件数量的资源块供边缘用户对复用。
[0009]本专利技术根据蜂窝用户信噪比来判定其业务质量性能，根据D2D用户对离小区基站中心点的距离来识别其位置，进而根据D2D用户对与蜂窝用户的相对位置划分成中心距离区间和边缘距离区间；在边缘距离区间内的D2D用户对即边缘用户对可以复用任意业务质
量优的蜂窝用户所占用的信道资源，在中心距离区间内的D2D用户对即中心用户对则仅可以复用对蜂窝用户干扰较小的信道资源；根据满足D2D用户对申请速率的原则，完整计算出D2D用户对需复用的资源块，为提升D2D用户对的业务性能提供质量保障。
[0010]在进行本方法前获取信息，包括单蜂窝小区eNodeB，其覆盖半径为Lcv
eb
；小区覆盖范围内存有数量为m的蜂窝用户USR＝{Usr1，Usr2，
…
，Usr
m
}，以及数量为n的D2D用户对DPR＝{Dpr1，Dpr2，
…
，Dpr
n
}；各蜂窝用户业务信噪比SNR＝{Snr1，Snr2，
…
，Snr
m
}，相应占用的资源块数量NRB＝{Nrb1，Nrb2，
…
，Nrb
m
}，及业务吞吐量THU＝{Thu1，Thu2，
…
，Thu
m
}；各D2D用户对Dpr
j
，(j∈[1，n])离小区基站中心位置距离DST＝{Dst1，Dst2，
…
，Dst
n
}，申请业务速率Apv＝{Apv1，Apv2，
…
，Apv
n
}。
[0011]作为一种优选方案，所述的获得中心用户对可复用候选资源集，包括：
[0012]计算蜂窝用户的信干比；
[0013]对于中心用户对，不复用业务质量差蜂窝用户的信道资源；
[0014]设定信干比门限，选取信干比不小于信干比门限的业务质量优蜂窝用户，对选取的蜂窝用户的信道资源进行复用，这些信道资源构成中心用户对可复用候选资源集。本步骤对中心距离区间进行判定，选取中心用户对可复用的资源集。具体为，对于每个蜂窝用户Usr
i
，i∈[1，m]，设定其占有的资源块为对于中心用户对集StC
D2D
中的任意D2D中心用户对不复用业务差集StL
Usr
中的每个蜂窝用户所占用的任何信道资源
[0015]设定信干比门限对于中心用户对集StC
D2D
中的任意D2D中心用户对从业务优集StB
Usr
中的每个蜂窝用户中，选取的蜂窝用户，则中心用户对可以复用的信道资源即中心用户对的可复用候选资源集的可复用候选资源集
[0016]作为一种优选方案，
[0017]所述信干比为蜂窝用户的信号增益与面临D2D用户的干扰的比值；
[0018]其中信号增益为蜂窝用户发射功率与蜂窝用户和基站进行数据传输的增益的乘积，面临D2D用户的干扰为蜂窝用户的高斯白噪声加上D2D用户对发射功率与D2D用户对和基站进行数据传输的增益的乘积。
[0019]设定高斯白噪声功率密度DNs
Gaus
(dBm/Hz)，蜂窝用户发射功率Pwr
Usr
(dBm)，D2D用户对发射功率Pwr
D2D
(dBm)；蜂窝用户和小区基站进行数据传输的增益Gain
Usr
(dB)，D2D用户对和小区基站进行数据传输的增益Gain
D2D
(dB)；对于每个蜂窝用户Usr
i
，根据蜂窝用户的业务吞吐量及占用的资源块数量计算其资源块能力Abt
i
＝Thu
i
/Nrb
i
。
[0020]设定5G系统中每个资源块占用的连续子载波数Nm
rb
(个)，子载波带宽Wth
sub
(kHz)，计算单个资源块占用的带宽Wth
rb
＝Nm
rb
*Wth
sub
/1024(MHz)；计算每个蜂窝用户的高斯白噪声NGusr
i
＝DNs
Gaus
+10*log(Nrb
i...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法，其特征在于：包括，根据信噪比判定业务质量优蜂窝用户和业务质量差蜂窝用户，根据D2D用户对与基站中心位置距离设定中心用户对和边缘用户对；对于中心用户对，在业务质量优蜂窝用户中选取干扰小的蜂窝用的信道资源进行复用，获得中心用户对可复用候选资源集，对于边缘用户对，选取任意业务质量优蜂窝用户的信道资源进行复用，获得边缘用户对可复用候选资源集；从中心用户对可复用候选资源集中筛选所有未被D2D用户对占用的信道资源，在这些信道资源中选取满足中心用户对申请业务速率条件数量的资源块供中心用户对复用；从边缘用户对可复用候选资源集中筛选所有未被D2D用户对占用的信道资源，在这些信道资源中选取满足边缘用户对申请业务速率条件数量的资源块供边缘用户对复用。2.根据权利要求1所述的一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法，其特征是所述的获得中心用户对可复用候选资源集，包括：计算蜂窝用户的信干比；对于中心用户对，不复用业务质量差蜂窝用户的信道资源；设定信干比门限，选取信干比不小于信干比门限的业务质量优蜂窝用户，对选取的蜂窝用户的信道资源进行复用，这些信道资源构成中心用户对可复用候选资源集。3.根据权利要求2所述的一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法，其特征是，所述信干比为蜂窝用户的信号增益与面临D2D用户的干扰的比值；其中信号增益为蜂窝用户发射功率与蜂窝用户和基站进行数据传输的增益的乘积，面临D2D用户的干扰为蜂窝用户的高斯白噪声加上D2D用户对发射功率与D2D用户对和基站进行数据传输的增益的乘积。4.根据权利要求1所述的一种5G系统下基于距离区间的D2D资源分配方法，其特征是所述的获得边缘用户对可复用候选资源集，包括：对于边缘用户对，不复用业务...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖清华，
申请(专利权)人：华信咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：