[发明专利]一种蜂窝终端直通系统中资源分配和资源复用联合方法

说明书

技术领域

本发明涉及蜂窝小区中两种类型用户的资源非正交复用问题——D2D用户复用传统蜂窝用户的资源。根据路径损耗比较和寻找最小信道增益值得出最优资源复用原则，属于无线通信技术领域。

背景技术

蜂窝移动通信终端直通技术（D2D,Device-to-Device）是近几年移动通信领域新兴的一个研究课题。在传统的蜂窝移动通信系统中，两个移动终端之间的通信必须要通过基站的调度，通过基站处的调度器分配频谱资源和信道来进行通信。在引入D2D技术之后，系统中两个移动终端如果想要通信，未必就是通过基站转发而通信。D2D技术是一种终端到终端直通的通信方式，它被提出可以作为LTE系统的辅助通信方式，即可能在将来的移动通信系统下，大部分移动用户通过基站转发的方式通信，少量满足特定条件的移动用户通过终端直通的方式通信。

D2D通信技术的核心思想是，当两个移动终端距离很近时，它们可以直接通信，而不必经过基站的上下行链路转发通信。直通链路选择本小区里此刻空闲的其他蜂窝用户的资源，通过复用蜂窝用户的频谱资源实现终端直接通信。移动用户直通的整个过程是由基站控制的，基站控制频谱资源的分配和通信信令的传输。D2D直通适用于当两个移动终端距离较近且需要传输大量的视频流、媒体在线或者文件共享等情况，这类大容量内容下载如果可以直接通过D2D进行会避免造成基站的拥塞。

D2D通信作为蜂窝网络的补充，在某些通信场景下使得移动通信变得更高效、更方便。对于下一代蜂窝网络的通信需求，D2D通信的优势显而易见。随着D2D通信技术的进一步研究和深入，我们相信它为蜂窝网络带来的性能改善将能更有效的促进满足未来LTE系统的需求，因此D2D通信技术的研究有着深远的意义。

但是，D2D技术的引入给蜂窝系统同样带来了不利影响。D2D技术基于非正交的资源复用，使得小区中两种类型的用户通信产生互相干扰。因此，如何把干扰控制在可接受范围内，并通过D2D通信提高频谱利用效率成为亟待解决的重要问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种蜂窝终端直通系统中资源分配和资源复用联合方法，通过小区中两种类型用户的资源非正交复用，达到节省频谱、提高频谱利用率的效果，同时应对资源复用引入的干扰问题，通过最优资源复用原则使干扰降到最小。

技术方案：本发明是一种蜂窝终端直通系统中资源分配和资源复用联合方法。它包括两个部分，蜂窝用户的资源分配问题和D2D用户的资源复用问题。蜂窝用户的资源分配问题采用比例公平算法，D2D用户的资源复用问题采用最优资源复用原则，通过比较路径损耗和寻找最小信道增益得到D2D用户的最适合资源，完成资源复用。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

以蜂窝用户上行资源调度为例，基站处的调度器，根据上行信道频谱选择性的信道质量指标CQI等信息，动态地为移动终端UE选择合适的物理资源块PRB进行数据传输。资源调度过程包括采用何种资源分配方式，并通过控制信道通知给移动终端。

在上行调度过程中基站和UE需要进行一些信息的交互，上行调度过程分为三个主要步骤：首先，UE按照事件触发的机制或周期性的向基站汇报缓存状态、队首时延、CQI等信息；其次，基站根据获得的各UE的缓存状态等信息、QoS要求及系统的资源状况，按照预定的资源调度算法，对各用户进行调度、分配系统资源，并将资源分配结果通过下行信令信道通知UE；最后，UE根据分配得到的上行资源进行上行数据传输。

在传统蜂窝用户的资源分配部分，为了取得高的系统性能并兼顾用户公平性，采用比例公平算法进行资源分配。

比例公平算法的流程简述如下：

1.调度。

在每个调度开始时刻，在每个RB资源上，根据优先级公式计算用户的优先级，然后按照优先级从大到小的顺序排列，在N个用户中具有最高a(t)值的用户被调度。

2.更新用户的平均速率。