CN103024913A - 蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，包括：基站根据距离远近，将区域小区分为内环和外环；将外环等分为与分组模式对应的三种区域；根据信道增益值选择分组模式；计算每对D2D对等效信道增益；对等区域内选择等效信道增益最大的D2D对复用该子载波；重复以上步骤直到将所有子载波分配完毕。本发明能够提高移动通信D2D系统容量和频谱利用率、降低通信间蜂窝用户对D2D用户的干扰和D2D用户对蜂窝链路的干扰，满足D2D用户高数据速率的要求。

Description

蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法
技术领域
本发明涉及移动通信资源分配技术领域，具体涉及一种蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法。
背景技术
目前，为解决频谱资源紧张和提高通信速率，人们普通采用速率高、功耗低的D2D（device-to-device）技术，但是D2D技术增强了蜂窝用户对D2D用户的干扰和D2D用户对蜂窝链路干扰，从而降低通信间的数据传输率。
随着移动通信速度的快速发展，如何通过资源分配有效提高移动通信系统容量和频谱利用率、降低通信间蜂窝用户对D2D用户的干扰和D2D用户对蜂窝链路的干扰、提高数据传输率，是当前D2D技术亟待解决的。
因此，基于上述问题，本发明提供一种蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法。
发明内容
发明目的：本发明提供一种蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，提高移动通信D2D系统容量和频谱利用率、降低通信间蜂窝用户对D2D用户的干扰和D2D用户对蜂窝链路的干扰、提高数据传输率。
技术方案：一种蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，包括以下步骤：
（1）根据距离区域将小区分为内环和外环(在外环采用D2D模式能获得更好性能)；
（2）将外环分为多个对称的区域，共有与三种分组模式对应的三种划分方法；
（3）根据子载波上蜂窝用户与基站间的信道增益的大小自适应的确定分组模式：
a.如果hlow≤hCi<hmid，选择两对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式；这两对D2D对分别在图1小区1中的对称区域上选择；
b.如果hmid≤hCi<hhigh，选择三对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式；这三对D2D对分别在图1小区2中的对称区域上选择；
c.如果hCi≥hhigh，选择四对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式；
d.否则不为该载波选择D2D对进行复用；
其中hlow,hmid和hhigh为设定的信道增益门限值，hCi为第i个子载波上蜂窝用户与基站间的信道增益值；
（4）基站根据当前时刻蜂窝用户与D2D用户间的干扰信道增益、路径衰落和D2D用户间的信道增益计算D2D用户间的等效信道增益
Figure BDA00002630543400021
其中为D2D用户间的等效信道增益的第k个元素，hD[k]为D2D用户间的实际信道增益的第k个元素，PI，CiD为蜂窝用户对D2D用户的干扰功率，hCiD[k]为蜂窝用户与D2D用户间的干扰信道增益的第k个元素；
（5）令P，Q用来表示每对D2D对分配的子载波数量和等效信道增益，P和Q其初始值设为0；在对称区域分别选择在该子载波上等效信道增益最大的D2D对作为一组共同复用该子载波，并将P所对应的项加1直到其满足所要求的子载波数，则不再为其分配子载波，并用Q记录分配到的等效信道增益；
（6）重复步骤3)到5)直到将所有子载波分配完毕。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，采用分组模式选择将对称区域的D2D对作为一组复用相同的蜂窝用户资源，控制了D2D对间干扰的同时极大的提高了D2D系统的容量和频谱效率；
由于在选择分组模式时是根据蜂窝用户与基站间的信道增益进行选择的，即为信道增益好的蜂窝用户链路的资源多分配D2D对同时进行复用，信道增益差的少分配D2D对同时进行复用，这样就能有效的控制D2D对到蜂窝用户链路的干扰在可接受的水平；
根据蜂窝用户与基站间的信道增益选择分组模式将对称区域的D2D对作为一组复用相同的蜂窝用户资源可以直接应用到很多为每组D2D对用户分配不同蜂窝用户资源的方法上，获得极大的性能上的增益；
考虑如何在蜂窝系统终端直通资源分配过程中降低蜂窝用户对D2D用户的干扰，控制D2D用户对蜂窝链路的干扰在可接受的水平，从而提高D2D系统容量。
附图说明
图1为本发明自适应分组模式选择实施例的示意图；
图2为本发明资源分配方法实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述提供一种蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法做详细说明：
如图1-2所示，蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，包括以下步骤：
（1）开始，将小区分为内环、外环；
基站根据距离远近，将区域小区分为内环和外环，其中外环采用D2D通信技术。
（2）将外环分为多个对称的区域，共有与三种分组模式对应的三种划分方法，分别如图1中的三种小区划分方法，图中相同字母表示为相互对称区域。
（3）根据信道增益值选择分组模式；
基站根据子载波上蜂窝用户与基站间的信道增益的大小自适应的确定分组模式：
a.如果hlow≤hCi<hmid，选择两对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式，这两对D2D对分别在图1小区1中的对称区域上选择。
b.如果hmid≤hCi<hhigh，选择三对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式，这三对D2D对分别在图1小区2中的对称区域上选择。
c.如果hCi≥hhigh，选择四对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式，这四对D2D对分别在图1小区3中的对称区域上选择。
d.否则不为该载波选择D2D对进行复用。
其中hlow,hmid和hhigh为设定的信道增益门限值，hCi为第i个子载波上蜂窝用户与基站间的信道增益值；
（4）计算每对D2D对等效信道增益；
基站根据当前时刻蜂窝用户与D2D用户间的干扰信道增益、路径衰落和D2D用户间的信道增益计算D2D用户间的等效信道增益
Figure BDA00002630543400041
其中
Figure BDA00002630543400042
为D2D用户间的等效信道增益的第k个元素，hD[k]为D2D用户间的实际信道增益的第k个元素，PI，CiD为蜂窝用户对D2D用户的干扰功率，hCiD[k]为蜂窝用户与D2D用户间的干扰信道增益的第k个元素。
（5）对等区域内选择等效信道增益最大的D2D对复用该子载波；
用P，Q来表示每对D2D对分配的子载波数量和等效信道增益，P和Q其初始值设为0；在对称区域分别选择在该子载波上等效信道增益最大的D2D对作为一组共同复用该子载波，并将P所对应的项加1直到其满足所要求的子载波数，则不再为其分配子载波，并用Q记录分配到的等效信道增益；
（6）重复步骤3)到5)直到将所有子载波分配完毕，结束。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据距离将小区分为内环、外环；
（2）将外环分为多个对应的三种区域；
（3）根据子载波上蜂窝用户与基站间的信道增益的大小自适应的确定分组模式；
（4）基站计算每对D2D对等效信道增益；
（5）令P，Q用来表示每对D2D对分配的子载波数量和等效信道增益，P和Q初始值设为0；在对称区域分别选择在该子载波上等效信道增益最大的D2D对作为一组共同复用该子载波，并将P所对应的项加1直到其满足所要求的子载波数，则不再为其分配子载波，并用Q记录分配到的等效信道增益；
（6）重复步骤3)到5)直到将所有子载波分配完毕。
2.根据权利要求1所述的蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，其特征在于：
所述步骤（3）中基站根据子载波上蜂窝用户与基站间的信道增益的大小自适应的确定分组模式：
a.如果hlow≤hCi<hmid，选择两对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式；b.如果hmid≤hCi<hhigh，选择三对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式；
c.如果hCi≥hhigh，选择四对D2D对作为一组复用相同子载波的分组模式；
d.否则不为该载波选择D2D对进行复用，其中hlow,hmid和hhigh为设定的信道增益门限值，hCi为第i个子载波上蜂窝用户与基站间的信道增益值。
3.根据权利要求2所述的蜂窝通信系统终端直通自适应分组与资源分配方法，其特征在于：所述步骤（4）中基站根据当前时刻蜂窝用户与D2D用户间的干扰信道增益、路径衰落和D2D用户间的信道增益计算D2D用户间的等效信道增益其中
Figure FDA00002630543300012
为D2D用户间的等效信道增益的第k个元素，hD[k]为D2D用户间的实际信道增益的第k个元素，PI，CiD为蜂窝用户对D2D用户的干扰功率，hCiD[k]为蜂窝用户与D2D用户间的干扰信道增益的第k个元素。
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