[发明专利]蜂窝与端到端混合网络的多小区干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种蜂窝与端到端混合网络的多小区干扰抑制方法。

背景技术

目前，无线通信网络主要有两种结构：集中式控制的蜂窝网络与分布式控制的Ad-hoc网络。

蜂窝网络是指终端设备(User Equipment，UE)之间的通信必须要通过基站(BS，或者NB，eNB)的控制。

Ad-hoc网络是指UE之间可以直接进行通信，或者通过另一个UE进行中继。

在蜂窝网络中，即使两个终端设备相邻很近，也必须要通过基站之类的中心控制器来进行通信的控制，包括发射功率的控制以及使用的资源的分配。这样的集中式控制的系统带来的好处是便于资源管理以及干扰控制，但是缺点也很明显——资源的使用效率不是很高。例如，即使两个UE相距很近，也要使用双倍的资源来进行通信。因此，为了提高频谱使用效率，获得更高的系统吞吐量，LTE-Advanced中已经提出了一种设备间直接通信的模式(Device-to-Device communication，D2D，即端到端通信)。这样，未来的通信网络将不再是单一模式的网络，而是集中式网络和分布式(端到端)网络并存的混合式网络，如图1所示。在图1中我们可以观察到，一个UE可以直接给另一个UE发送数据，也可以在基站的控制下与另一个UE通信，甚至可以同时与基站和其他UE进行通信。与单一模式的网络相比，这种混合网络无疑将带来更大的系统性能的增益。

对于单小区中D2D通信与蜂窝网通信之间的干扰检测及抑制问题，我们已经在国际申请号分别为：PCT/FI2010/050263、PCT/IB2009/051772和PCT/IB2010/000655的专利申请中进行了讨论。实际上，当两个UE都处于各自的小区边缘时，使用D2D模式通信比蜂窝模式通信更合适。如图2所示，D_TxUE与D_RxUE分别表示D2D通信对中的发送UE与接收UE。我们可以看到，它们分别处于小区1和小区2的边缘。这时如果采用传统的集中式通信方式实现二者的通信，由于D_TxUE与D_RxUE位于各自的小区边缘，因此信号质量都很差；而且信号要经过两个基站的中继，因此不但通信质量无法保证，还将带来很大延时。而这时由于这二者距离很近，采用直接端到端通信的方式不但能够保证通信质量，而且可以避免较大通信延时。

但是，在这样多小区场景中，不可避免将产生多小区干扰的问题。通过图2可以看出来，D_TxUE和D_RxUE在通信时，可能会受到至少来自于3个小区的干扰：小区1中的CeUE11，小区2中的CeUE22以及小区3中的CeUE31。由于在蜂窝网中每个小区的资源是独立分配的，在某一传输时间间隔内(Transmission Time Interval，TTI)，由于资源的动态分配，TxUE和RxUE并不能获悉CeUE31的资源分配信息，因此CeUE31可能就会对D2D通信造成干扰。为了提高频谱使用效率，频率复用因子一般为1，因此如何协调多小区之间的干扰从而实现D2D通信是一个应该关注和考虑的问题，也是本发明要解决的主要问题。

总的来说，协调多小区之间的干扰从而实现D2D通信要解决的问题有两个：

(1)当D2D通信的两个UE分别处于不同的小区中时，如何实现资源的协调同时避免来自于这两个小区的干扰？

(2)当D2D通信受到来自于第三个小区中边缘用户的干扰，如何协调资源分配同时避免这种干扰？

而解决上述问题，一个最大的难点就是：考虑到从接收到上行资源信息到发送数据仅有4ms的时间，如何来协调D2D之间的通信资源与CeUE31的资源分配从而避免干扰？

现有技术对解决上述问题提供了一些启示，包括如下三种方法：

方法1：使用软频率复用的原理，即相邻的三个小区的边缘用户使用的频率都不相同，如图3所示。在图3中，由于三个相邻小区的边缘用户所用的频率彼此不同，而相邻用户间频率使用信息是事先规定好的，因此只要D2D通信对不使用Cell 3边缘用户的频率(即点状对应的频率)就可以避免干扰。需要注意的是图中所示的这三个频率不一定是平均分配的，可以根据D2D通信量的大小动态变化。软频率复用尽管可以解决这个问题，但是频率复用因子大于1，降低了频率资源的使用效率，与LTE中的要求相违背。