[发明专利]降低D2D信令开销与频谱资源干扰的信息终端及其通信方法

说明书

本发明请求保护一种降低D2D信令开销与频谱资源干扰的信息终端及其通信方法，首先将D2D服务器植入移动终端，作为一个公用的服务器；其次，在移动终端采用SDN本地控制器植入手机内核中；最后，在移动终端嵌入一个具有转发功能的转发实体Open vSwitch虚拟交换机以及一个负责进行D2D通信的移动设备的无线资源映射的无线资源映射器。可有效地减少移动终端与网络端之间信令的交互次数和延迟，同时有效地避免了D2D用户与D2D用户之间、WiFi连接下D2D用户、WiFi连接下D2D用户与蜂窝网络用户之间以及D2D用户与蜂窝网络用户之间的干扰，减少频谱资源干扰的同时也提高了频谱资源的利用率。

技术领域

本发明涉及移动通信技术和无线通信技术领域，涉及一种在采用终端直通(D2D，device-to-device communication)技术进行通信时，在异构网络中，在其发现阶段能够降低信令开销以及在通信时降低频谱资源干扰的信息终端。

背景技术

随着智能终端的普及和多样化，爆炸式增长的移动用户和多媒体服务导致业务过载、频谱资源濒临匮乏等问题。因此，如何有效提升频谱资源的效率成为了5G通信研究的关键性问题之一，而能够大大提升频谱效率的基于邻近服务的D2D也引起了国内外很多学者的关注。RAN1针对D2D技术与蜂窝接入网融合的研究，RAN2针对D2D的网络架构进行相关的研究，以保证和蜂窝网络有效的融合，以便使用D2D技术来更有效地提高频谱利用率，其主要有如下三个应用场景，如图1所示：

场景1：两个移动终端在网络覆盖范围内使用D2D技术进行相互通信；

场景2：两个移动终端在非网络覆盖的安全公共网络下使用D2D技术进行相互通信；

场景3：两个移动终端中一个在网络覆盖范围内，另一个则未在网络覆盖范围内使用D2D技术进行相互通信。

在上述三个应用场景下，两个移动用户设备之间一旦通信链路建立成功，其数据的传输就无需外部基础设施辅助，则D2D技术具有提升频谱利用率、减轻基站压力、降低端对端的传输时延、提高系统网络性能等优点。因此，D2D技术也将应用于未来具有多样化应用场景的5G异构网络中。由于频谱资源匮乏，因此提出了LTE-U的概念，将使用未授权的频谱资源(本发明将以WiFi作为一个实例)，例如WiFi、WLAN，因此在未来UE同样需灵活的与未授权网络连接下的移动用户设备进行D2D通信，其场景如图2所示，面对未来多样化应用场景需求的不同，而由于5G异构网络的复杂性、混合性等特点，基于邻近服务的D2D通信标准化也在逐步形成，这样使得D2D通信融入未来异构网络中将面临如下两个巨大挑战：

第一，频谱资源匮乏，异构网络中频谱资源的共享使得D2D用户本身之间以及D2D用户和蜂窝用户之间将造成极大的干扰；

第二，低延迟、能量效率和可扩展性对5G网络至关重要，而超密集异构网络使得覆盖密度和重覆盖区域增加，大规模的D2D用户同时接入将会导致高信令开销以及延长端对端等待时间；

第三，在非蜂窝网络下无法对D2D通信的移动用户进行授权。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种在发现阶段可适当地降低信令开销以及减少基站与移动终端之间信令交互的来回次数，同时可有效地减少端对端等待时间；其在通信阶段，降低由于频谱资源的共享将使得D2D用户本身之间以及D2D用户和蜂窝用户之间将造成极大的干扰的降低D2D信令开销与频谱资源干扰的信息终端及其通信方法。本发明的技术方案如下：

一种降低D2D信令开销与频谱资源干扰的信息终端，包括移动终端，其还包括嵌入在移动终端内核的D2D服务器，及软件定义网络(Software Defined Network，SDN)本地控制器、Open vSwitch虚拟交换机、无线资源映射器；其中所述D2D服务器结合了邻近服务(Proximity Service，ProSe)功能实体和ProSe应用服务器的功能；