[发明专利]一种D2D通信中的频谱资源管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域，提供一种D2D通信中的频谱资源管理方法。

背景技术

随着各种无线新业务的出现，人们对通信速率的需求越来越高，而能应用于无线通信的频谱资源十分有限，要在有限频谱资源中提供足够高的数据通信速率来满足用户的需求，提高频谱利用率就显得十分重要。D2D（Device-to-Device，设备-设备）通信是一种应用于蜂窝网络中，在系统控制下，通过复用蜂窝小区频谱资源进行直接短距离通信的技术。将D2D技术应用到蜂窝网络中可以有效增加本地网络吞吐量，提高频谱利用率。然而，当复用蜂窝频谱资源时，D2D接收端会受到同频干扰，这一现象会给频谱资源的充分利用带来很大的限制，从而D2D通信下的频谱资源管理就对优化D2D及蜂窝传输有着重要意义。

当前的频谱资源管理大致可以分为三种方式：频谱分配，功率控制以及模式选择：检测干扰程度，并为D2D用户分配干扰小的频谱资源；对D2D及蜂窝传输链路进行功率控制；当用户点到点的传输无法提供更优的系统性能时，进行模式转换，使用户切换到蜂窝模式。这三种方案均可以在减少干扰的情况下优化频谱资源分配，提高传输质量。

但是，目前使用的频谱资源管理方案多是针对是一对一的D2D传输模式，也就是一份频谱资源只由一个D2D用户对使用，而不同用户对使用的频谱资源相互正交。这种传输模式在D2D用户数量很大时就有着很大的局限性，因为一对一的形式导致频谱资源数量直接决定用户数量。另一方面，当前方案主要考虑蜂窝和D2D用户间的干扰，如果使多个D2D用户对复用同一频谱资源，则随之会产生很大的同频干扰，尤其是用户数量很大时产生的大量同频干扰会使传输质量难以得到保证。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种D2D通信中的频谱资源管理方法，可以实现D2D通信下同一小区中多对D2D用户对于相同频谱资源的低干扰复用。

（二）技术方案

一种D2D通信中的频谱资源管理方法，其特征在于，该方法包括：

同一小区中，多对D2D用户使用与蜂窝用户所用频谱资源正交的频谱资源进行通信；

获取每两对D2D用户之间在进行通信时互相受到的同频干扰的干扰量；

计算每对D2D用户在受到同频干扰时的通信中断概率；

根据所述通信中断概率和所述干扰量将D2D用户对分簇，将所述多对D2D用户使用的频谱资源中若干份彼此正交的频谱资源给每个簇各分配一份，每个簇内的所有D2D用户对复用同一份频谱资源。

优选地，在所有所述步骤之后进一步包括通过对同一簇内的D2D用户进行功率控制来减小簇内同频干扰。

优选地，所述进行功率控制包括根据所述通信中断概率，通过对与成功传输概率成正比而与传输功率成反比的功率优化函数求导的方法，求得最佳传输功率。

优选地，所述根据所述通信中断概率和所述干扰量将D2D用户对分簇包括：

根据所述通信中断概率得到每个簇可以容纳的最大用户对数；所述分簇须满足的限制条件包括在D2D用户对数小于等于该最大用户对数。

优选地，所述根据所述通信中断概率和所述干扰量将D2D用户对分簇步骤须满足的限制条件进一步包括同一簇内的每一个D2D用户对间的通信中断概率小于某规定阈值。

优选地，所述根据所述通信中断概率和所述干扰量将D2D用户对分簇进一步包括：

步骤T1：将所有D2D用户对划入同一个用户组中；

步骤T2：在所述用户组内，根据所述干扰量计算每一对D2D用户对其他所有D2D用户对的干扰量之和；

步骤T3：将所有D2D用户对按照所述干扰量之和降序排列；

步骤T4：若当前用户组内的D2D用户对数大于所述最大用户对数，则将所述干扰量之和最大的D2D用户对移除，并返回步骤T2重复进行这之间的步骤直至当前用户组内的D2D用户对数不大于所述最大用户对数；

步骤T5：将此时所述用户组内的所有D2D用户对划分为一个新簇，并清空所述用户组；

步骤T6：若剩余被移除的D2D用户对数大于所述最大用户对数，则将这些D2D用户对划入所述用户组内，并返回步骤T2，重复进行这之间的步骤直至剩余被移除的D2D用户对数不大于所述最大用户对数；

步骤T7：将此时剩余被移除的D2D用户对分为一个新簇。

（三）有益效果

本发明至少具有如下的有益效果：