[发明专利]一种基于OFDM的协作中继D2D通信方法

说明书

本发明公开了一种基于OFDM的协作中继D2D通信方法，包括远距离D2D对通过特殊D2D对进行数据中继通信，特殊D2D对复用多个资源并作为中继设备，基于OFDM利用多个可用资源进行信号传输；将通信系统帧结构划分成等长的两个时隙，在奇数时隙，特殊D2D发射机既能够发送信号也能够接收中继转发信号，在偶数时隙，特殊D2D发射机基于OFDM发送自身传输信号和转发中继转发信号。本发明选择D2D用户作为远距离D2D对的中继设备可以有效的解决因为距离限制而导致无法进行D2D通信的问题，有效的提升系统D2D接入数量；通过OFDM技术可以充分的利用一个D2D复用多个蜂窝资源的情况，在保证充当中继的特殊D2D通信质量的前提下有效的提升系统内频谱利用效率，具有广泛的实用价值及应用前景。

技术领域

本发明涉及无线通信，尤其涉及一种基于OFDM的协作中继D2D通信方法。

背景技术

随着信息技术的高速发展和多媒体智能设备数量爆炸式增长，以及各种多媒体应用程序的在线使用，并且伴随着对于通信服务质量、时延和速率的高要求，现有的通信手段和通信资源难以应对和提供用户的真实需求。D2D通信作为5G架构的技术组成部分之一，它是一种不需要通过基站进行数据转发，在近邻设备与设备之间可以直接进行数据传输的通信模式。如图1所示，D2D对用户通过复用蜂窝用户资源可以直接进行短距离通信，从而可以大大减少基站的数据处理和转发次数，大规模提升频谱资源利用率，进而提升系统总吞吐量、扩大网络容量，降低功耗并保证用户通信的Qos。

D2D使用的通信频段是电信授权频段，基站可以通过控制用户的发射功率、模式选择和资源复用。D2D通信使用的资源可以是共享蜂窝用户的通信资源也可以单独占用一条通信通道。一般情况下，D2D对有三种通信模式：专用模式、蜂窝模式和共享模式(复用模式)，但共享模式是最常用的一种，共享模式可以很大程度的提升频谱利用效率和提升小区通信容量。

在复用模式下，复用资源的情况可以分为一对一复用模式和多对一复用模式。如图2所示，图中D2D用户都是采用复用模式，D2D_1用户复用蜂窝用户CUE_1的资源，D2D_2和D2D_3共同复用蜂窝用户CUE_2的资源。相比于一对一复用模式，多对一复用模式可以使系统容纳更多的通信用户，进一步提升系统的频谱利用率。在多对一资源复用模式下，D2D用户可以通过分组的方式进行资源复用，分组可以控制组内D2D用户之间的干扰尽可能的小。在分组过程中，一些D2D对可以在多个蜂窝用户资源块中进行资源复用，但是实际复用过程一个D2D通信量复用一个资源块即可完成通信任务，从而导致系统内频谱浪费。D2D通信由于其短距离直连通信可以减小基站负荷，但是当设备之间相距距离比较大时将无法保证两设备的通信质量甚至有可能无法进行连接，这种情况在有可用资源存在时将会影响整个系统的通信性能。

发明内容

发明目的：本发明的目的是解决D2D用户由于相距距离较远无法直接通信的缺陷和频率浪费的问题，提供一种基于OFDM的协作中继D2D通信方法，在提升系统D2D接入数量的同时也保证特殊D2D用户的通信质量。

技术方案：一种基于OFDM的协作中继D2D通信方法，远距离D2D对通过特殊D2D对进行数据中继通信，特殊D2D对复用多个资源并且作为中继设备，基于OFDM利用多个可用资源进行信号传输；将通信系统帧结构划分成等长的两个时隙，在奇数时隙，特殊D2D发射机既能够发送信号也能够接收中继转发信号，在偶数时隙，特殊D2D发射机基于OFDM发送自身传输信号和转发中继转发信号。

进一步地，蜂窝用户在所有时隙正常与基站BS使用上行链路进行通信，普通直连D2D用户在所有时隙正常复用蜂窝资源通信，远距离D2D发射机在奇数时隙发送信号，在偶数时隙接收中继转发信号；充当中继的特殊D2D对在奇数时隙使用一个蜂窝资源进行正常的直连通信，使用另外可用复用资源接收中继转发信号，在偶数时隙发送自身通信信号和中继转发信号。

进一步地，远距离D2D发射机在奇数时隙，通过复用特殊D2D对可配对蜂窝资源向充当中继的特殊D2D发射机发送信息。