[发明专利]一种提高含D2D通信的蜂窝网络公平性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及LTE通信技术领域，更具体地涉及一种提高含D2D通信的蜂窝网络公 平性的方法。

背景技术

随着经济的增长，社会各行各业对无线通信的需求越来越高，无线电技术迅猛发 展，各种各样的无线通讯设备大量涌现，无线频谱资源越来越紧张。目前，有两种主 流方案应对上述的频谱危机。一种方法是通过部署多个小型基站增加网络密度，以提 升系统容量，如可为室内用户提供可靠覆盖和较高数据速率的“家庭基站”。但是这种 方法成本比较高，而且干扰管理比较复杂。另外一种方法就是实现有限频谱资源上的 资源复用，有效提高频谱资源的利用效率。

研究表明，整体频谱资源的利用率比较低，特别是上行链路资源。尽管相比3G网 络，4G网络的频谱资源利用率有了很大的提高，但是与日俱增的无线通信业务需求与 有限的无线频率资源之间的矛盾依然持续加大，无线资源利用率有待进一步提高。

认知无线电技术能够感知空闲的频谱资源并加以利用，有效提高频谱资源的利用 率，受到了业界的广泛关注，是近来研究的热点。但是，传统认知无线电只能感知空 闲频段，用来进行数据传输，而最佳的频谱资源配置是动态资源分配，即从无线资源 管理的角度，实时地感知用户、业务、信道和网络等信息，并汇集到一起，以进行全 局统筹优化。可受蜂窝通信系统控制的D2D通信技术解决了这一难题。

D2D(Device-to-Device，端到端)通信是一种在蜂窝网络下，允许D2D设备共享蜂 窝网络的频谱资源，直接进行通信的新型技术。该技术类似于认知无线电技术，但受 蜂窝网络控制。该技术不仅能够提高蜂窝网络中授权频段的频谱利用率，而且能够降 低终端发射功率，设备到设备的直接通信还可以减小传输时延，减轻基站的负载。相 邻小区的边缘用户进行D2D通信，能显著改善小区边缘用户的性能。此外，相对于其 他应用于非许可频段的同类技术，如蓝牙、WiFi等，D2D通信更加稳定、安全，而且 干扰可控。

D2D通信在复用蜂窝网络的频谱资源提高频谱效率的同时，会对蜂窝网络造成同 频干扰。比如当D2D用户与蜂窝用户复用蜂窝网络上行链路资源时，D2D通信的发射 端发送的信号会对蜂窝通信的接收端即基站产生干扰；反过来蜂窝通信的发射端发送 的信号对D2D连接的接收端也是一种同频干扰。这些干扰会严重影响到通信系统的性 能，因此干扰管理在这种复合网络中至关重要。

先引入两个对通信系统的评价标准，吞吐量和公平性。

吞吐量是评价一个系统性能的重要指标，吞吐量的计算与调制方式有关，信道条 件好，SINR越高，调制编码方式便越高，传输速率也越高。系统平均吞吐量为统计时 间内用户接收的数据量与统计时间之比，具体计算如下：

T=Σi=1NTi(t)t---(1)]]>

T_i(t)代表第i个用户在统计时间t内的接收到的数据量，N表示所统计的用户个数。

系统的公平性由公平指数衡量，公平指数越高，系统的公平性越好。公平指数的 计算方法如下：