[发明专利]一种蜂窝网络中D2D通信系统的频谱复用方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝网络中D2D通信系统的频谱复用方法，属于通信技术领域。本发明包括如下步骤：步骤1、如果D2D用户与蜂窝用户的服务基站之间的距离满足一定的条件，则D2D用户可以复用蜂窝用户上行频谱资源；步骤2、若满足步骤1条件的第j对D2D用户Dsubgt;j/subgt;有多个蜂窝用户的上行频谱资源可以复用，则根据蜂窝用户Csubgt;i/subgt;的干扰度量值选取使得该干扰度量值最小的蜂窝用户复用频谱资源；步骤3、如果第k对D2D用户Dsubgt;k/subgt;与第j对D2D用户Dsubgt;j/subgt;的距离满足公式(5)所述条件，则D2D用户Dsubgt;k/subgt;与D2D用户Dsubgt;j/subgt;能够共享同一个蜂窝用户的频谱资源。本发明能够有效抑制蜂窝用户与D2D用户的层间干扰和D2D用户之间的层内干扰，提高频谱利用率和系统能效。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种蜂窝网络中D2D通信系统的频谱复用方法，以抑制频谱复用引起的干扰问题。其多址接入技术可以是频分多址(FrequencyDivision Multiple Access：FDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access：OFDMA)等多址技术。

背景技术

近年来，移动通信行业经历着重大的发展与改革时期，第五代(5G)移动通信技术陆续开始投入商用。根据业界对5G的需求，5G网络将具有超高的传输速率，更高的频谱效率，更低的传输延迟，以及支持更高密度设备的连接。为了实现5G的愿景和目标，5G在无线网络方面，将采用更灵活、更智能的网络架构和智能组网技术。其中，在原有宏蜂窝的基础上增加D2D传输等超密集异构网络，可以有效的提高网络容量、增大系统覆盖概率，已经成为未来移动通信系统网络架构的发展方向之一。在D2D密集异构网络中，终端设备之间由于距离更近，带来了频谱效率以及能效的提升。但是，这种共享频谱的方式引起了层间用户与层内用户的多种干扰问题，尤其是当D2D用户对很密集时，将会对蜂窝网络用户产生严重的上行同频干扰。如何减轻这种干扰，需要进行深入的研究。合理的频谱复用策略是减轻这种网络架构中层间干扰和层内干扰的有效措施之一。

因此，本发明中，提出一种蜂窝网络中D2D通信系统的频谱复用方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种蜂窝网络中D2D通信系统的频谱复用方法，其中进行复用的无线资源可以包括：频率、时隙、空间等一维或多维无线资源。该方法可以根据系统中有用信号强度、干扰强度等信息，动态的复用频谱资源，抑制由无线资源共享给用户带来的层内干扰和层间干扰问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

步骤1、如果D2D用户满足如下条件，则D2D用户可以复用蜂窝用户上行频谱资源，即：

d₀f^-1(β)；  公式(1)

其中：d₀是D2D用户与蜂窝用户的服务基站之间的距离，代表蜂窝用户C_i到第j对D2D用户D_j接收端的距离，代表蜂窝用户C_i到它的服务基站的距离；R_D代表一对D2D用户发送端与接收端的距离；μ_d为D2D通信系统信干噪比门限值，依据系统需求而定；ε为蜂窝用户的上行发射功率和D2D发送端的发射功率的比值，λ_d为D2D用户的密度，M为蜂窝系统可用的上行频谱数量，B为信干噪比门限，β为蜂窝通信系统要求的覆盖概率门限值；θ为D2D通信系统中的路径损耗指数；α为蜂窝通信系统中的路径损耗指数；R_C为蜂窝小区的覆盖半径；