[发明专利]一种基于直连链路信道信息的D2D双工模式选择方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于直连链路信道信息的D2D双工模式选择方法及系统，该方法包括：获取D2D对的直连链路的信道状态信息；在最大化网络吞吐量的条件约束下，确定第一最佳信道增益阈值和第二最佳信道增益阈值；将D2D对中的前向链路和后向链路的信道增益与第一最佳信道增益阈值及第二最佳信道增益阈值进行比较，以确定D2D对的双工模式。本发明只使用D2D对的直连链路的信道状态信息，既包括路径损耗又包括快衰落，但无需干扰链路的信道信息，可在少量信令开销的情况下使更多的D2D链路成功传输数据，大幅提升网络的吞吐量；能够为实际异构蜂窝网络选择双工模式分配资源提供重要参考。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于直连链路信道信息的D2D双工模式选择方法及系统。

背景技术

D2D(Device to Device，端到端)技术允许距离很近的移动设备之间直接进行通信而不需要基站或核心网的参与，通信资源不足时，DUEs(D2D User Equipments，D2D用户设备)可以复用蜂窝资源来传输数据，极大提升频谱效率，但会对CUEs(Cellular UserEquipments，蜂窝用户)造成同频干扰。全双工技术允许移动用户设备在同一频谱资源上同时发送和接收数据，理论上可以节省一半的传输资源。但是移动用户设备在接收信号的同时，也会收到自己发送的信号，会带来自干扰问题。因此，无论是D2D技术还是全双工技术的引入，都需要合理的优化方案来处理干扰问题。

考虑到D2D技术与全双工技术在提升频谱效率方面的优势与劣势，可以将D2D技术与全双工技术均引入到蜂窝网络中，因为DUEs通信距离短，所需发射功率小，所以工作在全双工模式下的DUEs自干扰功率水平较低，更有利于提升系统容量与频谱效率。然而，两种技术的结合使得网络中的干扰情况变得更加复杂。每个工作在全双工模式下的D2D对涉及的两个DUEs都是发送端，而工作在半双工模式下的D2D对仅有一个发送端，显然全双工D2D对给其他DUEs造成的干扰更大。若所有移动设备都工作在全双工模式，网络性能可能会恶化。因此，为了减少通信中断与提升网络吞吐量，需要为DUEs选择合适的双工模式。

基于完全信道信息的D2D双工模式方案，需要大量的信令开销基站才能获得每条链路的信道信息，加上复杂多变的信道条件，在实际中的通信系统中难以真正实施，一些学者提出了不同的解决方案，其中包括根据DUEs与CUEs之间的干扰距离选择、根据DUEs的通信距离选择等。但是这些基于距离的方案只考虑了基于距离的路径损耗，都忽略了快衰落的影响，不符合实际情况。

发明内容

本发明提供了一种基于直连链路信道信息的D2D双工模式选择方法及系统，以在蜂窝异构网络下，在减少信令开销的同时最大化网络吞吐量。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于直连链路信道信息的D2D双工模式选择方法，应用于蜂窝异构网络，该D2D双工模式选择方法包括：

获取D2D对的直连链路的信道状态信息；其中，所述信道状态信息包括基于传输距离的路径损耗和基于多径传输的快衰落；

在最大化网络吞吐量的条件约束下，确定第一最佳信道增益阈值和第二最佳信道增益阈值；其中，第一最佳信道增益阈值不小于第二最佳信道增益阈值；

将D2D对中的前向链路和后向链路的信道增益与所述第一最佳信道增益阈值及第二最佳信道增益阈值进行比较，根据比较结果确定D2D对的双工模式。

进一步地，所述根据比较结果确定D2D对的双工模式，包括：

当D2D对中的前向链路与后向链路的信道增益均不小于所述第一最佳信道增益阈值时，选择当前D2D对的双工模式为全双工模式；