CN102625252A - D2d多播通信系统中避免冲突的分时传输方法 - Google Patents

Abstract

一种在蜂窝网络中采用D2D多播通信避免冲突的分时传输方法，该方法采用调整簇首终端发射功率来适应簇地理范围、并进行分时传输；也就是将相互间有冲突终端的簇分配在不同的时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，充分利用每个时隙，以提高网络传输效率，故被称为每时隙多簇传输方法。本发明不仅避免了簇间冲突，而且大大地减少了所需的时隙数，提高了网络的传输效率。

Description

D2D多播通信系统中避免冲突的分时传输方法

技术领域

本发明涉及一种在蜂窝网络中采用D2D多播通信避免冲突的分时传输方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

移动通信技术发展迅速，如今3G已经步入商用阶段。业界也在为下一代无线通信技术的发展做更多努力，例如，3GPP中的长期演进LTE(Long TermEvolution)和IEEE 802.16m(Institute of Electrical and Electronics Engineers)。另外，3GPP也正在对LTE-A开展更深入的研究。这些通信技术的发展和演进都是在未来移动蜂窝网络IMT-A(International Mobile Telecommunications-Advanced)的范畴下进行的。未来移动蜂窝网络需要具备高速率、大容量和更高的服务质量QoS，相应的带宽需求也在不断加大，因而带宽的分配正变得越来越拥挤。然而，能够用于蜂窝移动通信的频谱资源十分有限，在2007年世界无线通信会议上为移动通信系统分配的带宽不足600MHz，但是，预计到2020年的无线通信带宽需求却在1200MHz到1700MHz之间。因此，现有的带宽不能满足实际系统的需求，所以如何更有效地利用带宽具有十分重要的意义。

参见图1，介绍在蜂窝网络控制下的D2D技术的应用情况：D2D通信能与小区用户共享资源，通过复用资源，能使频谱利用率明显提升。此外，D2D还能带来多方面好处：降低蜂窝小区基站负载和移动终端发射功率、以减少终端能量消耗、提高无线网络服务质量，提高小区通信传输速率和网络基础设施健壮性等等。多播技术是一种基于组的传输方式，通常用于某个终端要将相同数据传送给多个接收终端的场景。在无线多播通信中，要保证每个多播组中的各个终端都能成功接收到无线信号，多播技术被认为是一种有效节省无线信道资源和能量的传输方式，特别是在大数据量业务(如音视频会议、移动电视等)。在小区基站控制下，D2D通信终端在获得通信的频谱资源和传输功率后，就在近距离或同一区域内的D2D多播通信中，完成每个终端向多个其他终端D2MD(Device to Multi-Device)的多播通信，因其传输不需经过基站，故减轻了基站负载，也保证满足了区域内用户的服务需求。D2D技术与多播技术的有效结合能够充分利用各自优势，最大程度地改善网络资源的利用率和系统容量。

由于终端的随机分布性及其能源的局限性，为了增强网络的可扩展性和对终端实现无缝覆盖，蜂窝小区在进行D2D多播通信时，通常要对终端进行分簇。但在分簇处理后，因终端的随机流动，不可避免地存在着簇间冲突的问题。由于蜂窝D2D的多播数据是在同一条共享的多播信道上传输的，冲突终端(即虽归属为某簇、但同时又被其他多个簇首终端所覆盖的终端)在接收到这些多个簇首终端同时多播的数据时，就会造成簇间冲突；这种数据冲突不仅造成网络拥堵，降低传输效率，还造成能量的不必要消耗。因此，如何避免该数据冲突就成为非常重要的问题。

目前，对于蜂窝网络D2D多播通信中的簇间冲突开展的研究也比较少。传统方法是着眼于链路层上基于竞争的媒体接入控制MAC(Media Access Control)协议的改进，大多采用各个终端间的多次握手机制来竞争信道。但是，基于竞争的现有MAC协议不能保证稳定的包间时延，其帧结构也不适应动态变化的多播组，还缺少对多播或广播的明确支持。对于实时性应用，这些都是严重问题。另外，多跳网络中存在着的隐藏终端问题，也极大地降低了协议的传输性能。

由于基于竞争的MAC协议不确定的包间延迟，以及缺少对多播或广播的明确支持，科研人员就开始关注于研究基于时分复用TDM(Time DivisionMultiplexing)的非竞争的调度方法：通过预先的调度将终端分配到不同的时间和数据信道，以保证不会发生冲突和有效复用带宽，这样就可以有效支持QoS要求和取得较高的信道利用率。

对于D2D多播通信中的簇间冲突，基于TDM的最简单的现有技术是每时隙单簇传输STS方法(Single-cluster Transmission per Slot)，其为分簇后的每个簇首终端分配一个时隙，用于其簇内的多播发送。该方法操作简单，因为终端在每个时隙内只能收到一个簇首终端的信号，避免了簇间冲突；但是，也因为在每个时隙中仅有一个簇首终端进行发送，多播所需的时隙数等于簇首终端总数，时隙的利用率太低，造成了大量时隙资源的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种在蜂窝网络中采用D2D多播通信避免冲突的分时传输方法，本发明是在STS传输方法基础上，基于TDM传输方式固有的冲突避免特性，提出的一种调整簇首终端发射功率、以适应簇地理范围的分时传输方法一每时隙多簇传输方法MTS(Multi-clusterTransmission per Slot)，该方法通过计算与分配时隙，将相互间有冲突终端的簇分配在不同时隙，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，有效提高了网络的传输效率。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种在蜂窝网络中采用D2D多播通信避免冲突的分时传输方法，其特征在于：所述方法采用调整簇首终端发射功率来适应簇地理范围、并进行分时传输；也就是将相互间有冲突终端的簇分配在不同的时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，充分利用每个时隙，以提高网络传输效率，故被称为每时隙多簇传输方法；该方法包括下列四个操作步骤：

(1)基站执行分簇操作：基站采用基于位置信息的分簇算法对其传输范围内需要多播传输的终端进行分簇，将其分为两类：簇首终端与簇内终端；以便以两跳多播方式传输数据：第一跳是基站将数据包多播给簇首终端，第二跳是簇首终端将接收的数据包以D2D多播方式发送给各自簇中的簇内终端；

(2)基站计算簇间关联矩阵：完成分簇后，基站调整每个簇首终端的发射功率，使其传输范围恰好覆盖到各自簇中距离其最远的簇内终端；并在此基础上计算簇间关联矩阵，用于表示各簇之间是否存在冲突终端；

(3)基站分配时隙：基站基于簇间关联矩阵将相互间存在冲突终端的簇分配在不同时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，以提高网络传输效率；

(4)基站执行分时多播传输：基站根据计算到的总时隙数和每个时隙中能够同时进行多播发送的簇的标识执行分时多播传输数据包。

本发明的优点是：对于D2D多播通信中的簇间冲突问题，因传统的链路层上基于竞争的MAC协议不能够保证稳定的包间时延，这对于实时性应用是个大问题；而且缺少对多播或广播的明确支持。虽然基于TDM的非竞争的调度机制不需考虑这些问题，而且基于TDM的STS传输方法的操作简单；但是，其需要的时隙总数等于簇首终端的总数，时隙利用率低，浪费了大量时隙资源。本发明是一种调整簇首终端发射功率来适应簇地理范围的MTS传输方法，通过计算和分配时隙，将相互间有冲突终端的簇分配在不同的时隙来避免簇间冲突，并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一个时隙内同时进行多播发送，不仅避免了簇间冲突，且大大地减少了所需的时隙数，提高了网络的传输效率。

附图说明

图1是蜂窝网络D2D多播通信系统架构组成示意图。

图2是基站调整簇首终端发射功率，用于适应簇地理范围前、后的相邻簇间的冲突终端状况对比图。

图3是本发明D2D多播通信避免冲突的分时传输方法操作步骤流程图。

图4是图3中步骤2的操作步骤流程图。

图5是本发明MTS传输方法的时隙分配示意图。

图6是图3中步骤3的操作步骤流程图。

图7是本发明实施例中簇首终端采用相同的缺省发射功率时，分别采用STS和MTS传输方法与传统冲突重传方法的三种吞吐率比较示意图。

图8是本发明实施例中调整簇首终端发射功率适应簇地理范围，以及在簇首终端采用相同缺省发射功率的两种条件后，分别采用MTS和STS传输方法时的吞吐率之间的比较示意图。

图9是本发明实施例中调整簇首终端发射功率适应簇地理范围，以及在簇首终端采用相同缺省发射功率的两种条件后，分别采用MTS传输方法和传统冲突重传方法时所消耗EU数间的比较示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明是在蜂窝网络中采用D2D多播通信避免冲突的分时传输方法，其应用场景如图1所示：采用调整簇首终端发射功率来适应簇地理范围(参见图2所示)、并进行分时传输；也就是将相互间有冲突终端的簇分配在不同的时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，充分利用每个时隙，以提高网络传输效率，故本发明被称为每时隙多簇传输方法。

参见图3，介绍本发明方法的下列四个操作步骤：

步骤1，基站先执行分簇操作：基站采用基于位置信息的分簇算法(例如：经典的最大连接度分簇算法HCCA(Highest Connectiv ity Clustering Algorithm))对其传输范围内需要多播传输的终端进行分簇，将其分为两类：簇首终端与簇内终端；以便采用与两级网络结构相适应的两跳多播方式传输数据：第1跳是基站将数据包多播给簇首终端，第2跳是簇首终端再将接收的数据包以D2D多播方式发送给各自簇中的簇内终端。

D2D多播通信所使用的时频资源是由基站分配给终端。为了有效避免D2D多播通信与该小区中其他用户终端之间产生通信干扰，基站为D2D多播通信分配的时频资源是独立的、且与蜂窝通信的时频资源呈相互正交关系。

为调度中心的基站在对其传输范围内的终端进行分簇后，能够获知该传输区域中的簇首终端数量、各簇首终端的位置信息与标识，以及每个簇中的簇内终端数量与其位置信息。

为降低功率，D2D多播通信中的基站和每个终端的发射功率都是受限的，故基站和每个终端的最大发射功率及其对应的最大传输范围都被设置为相同数值。该步骤1中，基站执行的分簇操作只能将位于其最大传输范围内的终端选为簇首终端，同样地，只有位于簇首终端最大传输范围内的终端才能成为该簇的簇内终端。而且，基站将终端的最大发射功率作为各簇首终端相同的缺省发射功率，并将终端的最大传输范围作为各簇首终端相同的缺省传输范围，以便能够在每个时隙内选择没有冲突终端的多簇同时进行多播发送，以避免簇间冲突和提高传输效率。

步骤2，基站计算簇间关联矩阵：完成分簇后，基站调整每个簇首终端的发射功率，使其传输范围恰好覆盖到各自簇中距离其最远的簇内终端；并在此基础上计算簇间关联矩阵，用于表示各簇之间是否存在冲突终端。该步骤包括下述操作内容(参见图4所示)：

(21)初始化设置：因分簇后基站获知各终端的地理位置信息，并计算得到每个簇Cluster_i的实际地理范围R_i(也就是簇首终端与本簇中距离其最远的簇内终端之间的距离)；此时，基站调整各个簇首终端ClusterHead_i的发射功率，即设置各个簇首终端ClusterHead_i的传输范围为变量F_i，以使其传输范围刚好覆盖到各自簇中距离自己最远的簇内终端，这样既能减少相邻簇间的冲突终端，还能节省簇首终端的有限能量，而且操作简单易行。其中，自然数下标i为簇或簇首终端的序号，其最大值为n。例如图2所示的网络仅有3个簇，原来簇首终端采用为各个终端最大发射功率的相同的缺省功率值时，簇1与簇2以及簇2与簇3之间都有冲突终端，而在调整簇首终端发射功率以适应簇地理范围后，3个簇相互之间就不再有冲突终端，因此能被分配在同一时隙同时进行多播发送。然后，设置F_i＝R_i和一个n×n的零矩阵H。

(22)基站对所有簇进行任选两簇的逐一比较后，得到用于表示和判断各簇间是否存在冲突终端的簇间关联矩阵H，该矩阵H是一个n阶矩阵，n为分簇后的簇的总数，其中每个元素H_i，j(即位于矩阵H中第i行、第j列的元素)表示Cluster_i中是否有冲突终端被Cluster_j所覆盖，若有，则H_i，j＝1；若没有，则H_i，j＝0。且该矩阵H的对角线上所有元素的值都为0。该步骤包括下述操作内容：

(22A)基站分别选取两个不同序号的簇Cluster_i和Cluster_j，准备判断该Cluster_i与Cluster_j两簇之间是否存在冲突终端，即通过计算某一簇中的各簇内终端同其它各个簇首终端间的距离，再将该距离分别与各簇首终端的传输范围进行比较，以确定此簇与其他簇间是否存在冲突终端；式中，i和j为两个不同簇的序号；

(22B)基站选取Cluster_i中的第m个簇内终端ClusterNode_i，m，准备判断ClusterNode_i，m是否是两个簇Cluster_i与Cluster_j之间的一个冲突终端；式中，自然数下标m为簇内终端序号，N_i为Cluster_i中的簇内终端总数、即m的最大值；

(22C)基站计算得到ClusterNode_i，m与ClusterHead_j之间的距离D_i-m，j，并判断D_i-m，j≤F_j是否成立，式中，F_j为簇首终端ClusterHead_j的传输范围；

若是，则设置簇间关联矩阵H中第i行、第j列的元素H_i，j＝1，表示Cluster_i与Cluster_j间至少存在一个冲突终端ClusterNode_i，m；然后返回步骤(22A)：选取下一个序号的簇Cluster_j+1，准备判断该Cluster_i与Cluster_j+1两簇之间是否存在冲突终端；式中，i和j+1是两个不同簇的序号；

若否，即D_i-m，j＞F_j，则维持H_i，j为0；然后返回步骤(22B)：选取Cluster_i中下一个序号的簇内终端ClusterNode_i，m+1，准备判断ClusterNode_i，m+1是否是两个簇Cluster_i与Cluster_j之间的一个冲突终端；

(22D)基站轮询Cluster_i簇中的每个簇内终端，并判断其是否为两个簇Cluster_i与Cluster_j之间的一个冲突终端；直到依次全部选取比较后，若H_i，j仍然维持为0，则返回步骤(22A)：选取下一个序号的簇Cluster_j+1，准备判断该Cluster_i与Cluster_j+1两簇之间是否存在冲突终端；

(22E)基站完成对Cluster_i与所有其他簇之间是否存在冲突终端的判断后，得到矩阵H中第i行的所有元素的值；然后返回步骤(22A)：基站选取下一个序号的簇Cluster_i+1，准备判断Cluster_i+1与所有其他各簇之间是否存在冲突终端，以便得到矩阵H中第i+1行的所有元素的值；这样按照上述方法依次进行比较，直至将所有的簇都选取一遍后，得到表示各簇之间是否存在冲突终端的簇间关联矩阵H。

步骤3，基站分配时隙：基站基于簇间关联矩阵将相互间存在冲突终端的簇分配在不同时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，以提高网络传输效率。

参见图5，介绍一个时隙分配方法的实例：图示网络有6个簇、且相邻簇间有冲突终端。基站可在第1个时隙选择簇首终端1、4与6为一组进行多播发送，因簇1、4与6彼此之间没有冲突终端，在同一时隙多播不会对冲突终端的接收产生影响。同理，可在第2个时隙选择簇首终端2与5为一组同时多播；最后第3个时隙由剩余的簇首终端3单独作为一组占用。这样6个簇按照该时隙分配法，总共只需3个时隙，即可完成一次所有簇的多播传输，比STS传输方法节省了一半。该步骤包括下述操作内容(参见图6)：

(31)初始化设置：基站设置一个由自然数1～n组成的集合S_n，该集合S_n中的n个元素是尚未被分配时隙的簇的序号；再设置一个初始状态为空的集合L_p，该集合L_p用于容纳能在同一个时隙多播传输的簇的序号，式中，自然数下标p为集合L的序号；

(32)基站选取集合S_n中的任一元素x，并将其移出和放入集合L_p中；

(33)基站选取集合S_n中的另一元素y，并判断y与集合L_p中的任一元素z是否都符合下述条件：簇间关联矩阵H中第y行、第z列元素H_y，z＝0；若是，则将y移出集合S_n，并放入集合L_p中，然后执行步骤(34)；否则，对元素y不做处理，直接执行后续步骤(34)；

(34)基站循环执行步骤(33)，即选取集合S_n中在本轮循环中尚未被选取的任一元素，再将其与集合L_p中的任一元素进行判断；直至S_n中的剩余元素都按照上述方法在本轮循环中被选取并与集合L_p中的任一元素进行一次判断；

(35)基站设置另一个初始状态为空的集合L_p+1后，循环执行步骤(32)、(33)和(34)，直至使得该S_n变成空集合；此时，基站共设置的集合L_p的总数量表示分时多播传输所需要的时隙总数，而被移入同一集合L_p中的元素则为能够在同一个时隙进行多播传输的簇的序号。

步骤4，基站执行分时多播传输：基站根据计算到的总共所需的时隙数和每个时隙中能够同时进行多播发送的簇的标识执行分时多播传输数据包。

本发明已经进行了多次仿真实施试验，分别从网络吞吐率及网络消耗能量两个指标检验本发明方法与STS传输方法和传统冲突重传方法(ConventionalCollision-Retransmission)的性能。

仿真实施试验的场景是一个1000×1000m²的正方形地理区域，将数量为N的终端随机布撒于该区域。并在该区域中心点设置基站，假设基站有某个多播业务数据要发送给区域中的所有终端。

基站选择分簇两跳多播传输方式，并在第2跳中由簇首终端与簇内终端之间采用D2D多播方式。该实施例中，基站先用传统的最大连接度分簇算法HCCA对网络进行分簇；分簇后，基站获知该区域中簇首终端的总数与各簇首终端的标识、各簇中的簇内终端的总数和各终端的地理位置信息。然后，基站将自己与各簇首终端，以及各簇首终端与各自簇内终端之间的距离进行归一化处理：将其自身与网络中最远终端之间的距离归一化为1。并且，设置归一化后，设该网络中每个终端的最大传输范围为0.5。

为了比较采用本发明方法和传统冲突重传方法两者的能量消耗，特设一个能量单元EU(Energy Unit)作为比较基准。每一个EU代表终端向半径为0.1的圆形覆盖区域中多播发送一个固定字节长度的数据包时所消耗的能量。

实施例的仿真参数预设如下表所示：。

撒点区域	1000×1000m2
		终端数目(N)	20∶5∶60
终端最大覆盖范围	0.5(归一化后)
		分簇算法	HCCA

多播包长度	512bit
		比特速率	5.12e5bps
能量单元EU	半径0.1，发送一个多播包所需消耗的能量

参见图7，介绍在簇首终端采用相同的缺省发射功率时，终端数不同时，第2跳D2D多播传输过程中分别采用本发明MTS方法、STS传输方法和传统冲突重传方法时，网络吞吐率性能的比较结果。从图7可见，这三种不同方法的网络吞吐率都随着终端总数的增加而增大；这正是采用多播传输方式的优势，因为网络中更多的传输需求只占用有限的无线资源。还可以看出，当网络采用本发明MTS与STS传输方法时的吞吐率参数明显高于传统冲突重传方法，因为通过时隙调度方式消除了簇间冲突，节省了用于重传的时隙资源。而且，采用本发明MTS传输方法的网络吞吐率性能也明显高于采用STS方法，前者数值是后者的2倍多，这是因为本发明方法通过时隙分配算法能够使更多的簇共享一个时隙进行簇内多播，提高了时隙利效率。

参见图8，介绍在调整簇首终端发射功率适应簇地理范围和在簇首终端采用相同缺省发射功率两种条件后，终端数量不同时的网络分别采用本发明MTS与STS传输方法的吞吐率性能。从图8中可以看出，在两种簇首终端发射功率情况下，网络采用本发明MTS与STS传输方法时的吞吐率都随着终端数目的增加而增大，而且，即使在簇首终端采用相同的缺省发射功率时，网络采用本发明MTS方法时的吞吐率性能仍明显高于在调整簇首终端发射功率后采用STS传输方法，这样就可看出本发明MTS传输方法相较于STS传输方法的显著优势。还可以看出，在调整簇首终端发射功率适应簇地理范围后，网络采用本发明MTS传输方法时的吞吐率相比在簇首终端采用缺省发射功率时又有了明显提高，这是因为调整簇首终端发射功率适应簇地理范围后，使得簇间冲突终端减少，更多的簇能被分配在一个时隙内进行簇内多播，则在有限时间内网络能传输更多的数据提高了吞吐率。而STS传输方法在两种簇首终端发射功率不同时的吞吐率保持不变，这是因为对于一个时隙内仅有一个簇首终端执行多播传输的STS方法，其第2跳D2D多播传输中所需的时隙数只是取决于分簇后的簇首终端总数，而与簇首终端的发射功率无关。

参见图9，介绍在不同终端数目和调整簇首终端发射功率以适应簇地理范围后，以及簇首终端采用相同的缺省发射功率两种情况下，本发明MTS传输方法与传统冲突重传方法所消耗的EU数比较。从图9中可见，簇首终端在两种不同发射功率情况下，分别采用本发明MTS方法与采用传统冲突重传方法的网络所消耗EU数，都随着终端总数的增加而增加，这是因为随着网络规模的扩大，网络中更多终端的传输需求，必然导致消耗更多的能量。还可以看出，采用本发明MTS传输方法的网络消耗的EU数要远远小于采用传统重传方法，这是由于每发生一次重传就要多消耗一次能量，但是，本发明MTS传输方法通过调度时隙消除了簇间冲突，节省了用于重传的能量。且调整簇首终端发射功率适应簇地理范围后，本发明MTS传输方法的网络消耗EU数相比在簇首终端采用相同的缺省发射功率时，又有了相应减小，这是因为簇首终端采用适应自己簇地理范围的发射功率后，节省了不必要的能量消耗。而且，采用本发明方法的网络消耗的EU数的增长幅度趋于平缓，这是多播传输的另一个优势：尽管网络规模扩大导致传输需求增加，但不会导致能量消耗的急剧增加。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种在蜂窝网络中采用D2D多播通信避免冲突的分时传输方法，其特征在于：所述方法采用调整簇首终端发射功率来适应簇地理范围、并进行分时传输；也就是将相互间有冲突终端的簇分配在不同的时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，充分利用每个时隙，以提高网络传输效率，故被称为每时隙多簇传输方法；该方法包括下列四个操作步骤：

(1)基站执行分簇操作：基站采用基于位置信息的分簇算法对其传输范围内需要多播传输的终端进行分簇，将其分为两类：簇首终端与簇内终端；以便以两跳多播方式传输数据：第一跳是基站将数据包多播给簇首终端，第二跳是簇首终端将接收的数据包以D2D多播方式发送给各自簇中的簇内终端；

(2)基站计算簇间关联矩阵：完成分簇后，基站调整每个簇首终端的发射功率，使其传输范围恰好覆盖到各自簇中距离其最远的簇内终端；并在此基础上计算簇间关联矩阵，用于表示各簇之间是否存在冲突终端；

(3)基站分配时隙：基站基于簇间关联矩阵将相互间存在冲突终端的簇分配在不同时隙传输数据，以避免簇间冲突；并选择相互之间没有冲突终端的多个簇在同一时隙内同时进行多播发送，以提高网络传输效率；

(4)基站执行分时多播传输：基站根据计算到的总时隙数和每个时隙中能够同时进行多播发送的簇的标识执行分时多播传输数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：为了有效避免D2D多播通信与该小区中其他终端之间产生通信干扰，所述基站为D2D多播通信终端所分配的时频资源是独立的、且与蜂窝通信的时频资源呈正交关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述基站在对其传输范围内的终端进行分簇后，能够获知该传输区域中的簇首终端数量、各簇首终端的位置信息与标识，以及每个簇中的簇内终端数量与其位置信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：因D2D多播通信中的基站和每个终端的发射功率都是受限的，故基站和每个终端的最大发射功率及其对应的最大传输范围都被设置为相同数值。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，基站执行的分簇操作只能将位于该基站最大传输范围内的终端选为簇首终端，同样地，只有位于簇首终端最大传输范围内的终端才能成为该簇的簇内终端；且基站将终端的最大发射功率作为各簇首终端相同的缺省发射功率，并将终端的最大传输范围作为各簇首终端相同的缺省传输范围，以便能在每个时隙内选择没有冲突终端的多簇同时进行多播发送，以避免簇间冲突和提高传输效率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)包括下述操作内容：

(21)初始化设置：基于获知的各终端位置信息，基站计算得到每个簇Cluster_i的地理范围R_i，再设置变量F_i为各个簇首终端ClusterHead_i的传输范围；其中，自然数下标i为簇或簇首终端的序号，其最大值为n；然后，设置F_i＝R_i和一个n×n的零矩阵H；

(22)基站对所有簇进行任选两簇的逐一比较后，得到簇间关联矩阵H，用于判断是否存在冲突终端。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤(22)包括下述操作内容：

(22A)基站分别选取两个不同序号的簇Cluster_i和Cluster_j，准备判断该Cluster_i与Cluster_j两簇之间是否存在冲突终端，式中，i和j为两个不同簇的序号；

(22B)基站选取Cluster_i中的第m个簇内终端ClusterNode_i，m，准备判断ClusterNode_i，m是否是两个簇Cluster_i与Cluster_j之间的一个冲突终端；式中，自然数下标m为簇内终端序号，N_i为Cluster_i中的簇内终端总数、即m的最大值；

(22C)基站计算得到ClusterNode_i，m与ClusterHead_j之间的距离D_i-m，j，并判断D_i-m，j≤F_j是否成立，式中，F_j为簇首终端ClusterHead_j的传输范围；

若是，则设置簇间关联矩阵H中第i行、第j列的元素H_i，j＝1，表示Cluster_i与Cluster_j间至少存在一个冲突终端ClusterNode_i，m；然后返回步骤(22A)：选取下一个序号的簇Cluster_j+1，准备判断该Cluster_i与Cluster_j+1两簇之间是否存在冲突终端；式中，i和j+1是两个不同簇的序号；

若否，即D_i-m，j＞F_j，则维持H_i，j为0；然后返回步骤(22B)：选取Cluster_i中下一个序号的簇内终端ClusterNode_i，m+1，准备判断ClusterNode_i，m+1是否是两个簇Cluster_i与Cluster_j之间的一个冲突终端；

(22D)基站轮询Cluster_i簇中的每个簇内终端，并判断其是否为两个簇Cluster_i与Cluster_j之间的一个冲突终端；直到依次全部选取比较后，若H_i，j仍然维持为0，则返回步骤(22A)：选取下一个序号的簇Cluster_j+1，准备判断该Cluster_i与Cluster_j+1两簇之间是否存在冲突终端；

(22E)基站完成对Cluster_i与所有其他簇之间是否存在冲突终端的判断后，得到矩阵H中第i行的所有元素的值；然后返回步骤(22A)：基站选取下一个序号的簇Cluster_i+1，准备判断Cluster_i+1与所有其他各簇之间是否存在冲突终端，以便得到矩阵H中第i+1行的所有元素的值；这样按照上述方法依次进行比较，直至将所有的簇都选取一遍后，得到表示各簇之间是否存在冲突终端的簇间关联矩阵H；该矩阵H对角线上所有元素的值都为0。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)包括下述操作内容：

(31)初始化设置：基站设置一个由自然数1～n组成的集合S_n，该集合S_n中的n个元素是尚未被分配时隙的簇的序号；再设置一个初始状态为空的集合L_p，该集合L_p用于容纳能在同一个时隙多播传输的簇的序号，式中，自然数下标p为集合L的序号；

(32)基站选取集合S_n中的任一元素x，并将其移出和放入集合L_p中；

(33)基站选取集合S_n中的另一元素y，并判断y与集合L_p中的任一元素z是否都符合下述条件：簇间关联矩阵H中第y行、第z列元素H_y，z＝0；若是，则将y移出集合S_n，并放入集合L_p中，然后执行步骤(34)；否则，对元素y不做处理，直接执行后续步骤(34)；

(34)基站循环执行步骤(33)，即选取集合S_n中在本轮循环中尚未被选取的任一元素，再将其与集合L_p中的任一元素进行判断；直至S_n中的剩余元素都按照上述方法在本轮循环中被选取并与集合L_p中的任一元素进行一次判断；

(35)基站设置另一个初始状态为空的集合L_p+1后，循环执行步骤(32)、(33)和(34)，直至使得该S_n变成空集合；此时，基站共设置的集合L_p的总数量表示分时多播传输所需要的时隙总数，而被移入同一集合L_p中的元素则为能够在同一个时隙进行多播传输的簇的序号。

Images