CN105263102A

CN105263102A - 一种蜂窝网和d2d混合通信方法

Info

Publication number: CN105263102A
Application number: CN201510584090.8A
Authority: CN
Inventors: 陈宏滨
Original assignee: Guilin University of Electronic Technology
Current assignee: Guilin University of Electronic Technology
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2035-09-15
Also published as: CN105263102B

Abstract

本发明公开了一种蜂窝网和D2D混合通信方法，所述方法包括：(1)蜂窝网用户使用频带W向蜂窝网基站发送信号x(t)，同时终端A向终端B发送信号y(t)，终端A和B之间的通信共享蜂窝网用户的频带W。(2)蜂窝网基站先对接收信号解码，得到信号x(t)和y(t)，然后使用频带W将信号叠加后广播给蜂窝网用户、终端A和终端B。(3)蜂窝网用户从接收信号中消除自身信号x(t)，得到信号y(t)，终端A和终端B也从接收信号中消除自身信号y(t)，得到信号x(t)。本发明在D2D通信的同时，蜂窝网用户和D2D的一个终端可以互相传输信号，利用蜂窝网基础架构同时实现D2D通信以及终端和蜂窝网用户的通信，增强了蜂窝网和D2D共享频谱的灵活性，适用于蜂窝网和D2D共享频谱通信时需要互相传送数据的环境。

Description

一种蜂窝网和D2D混合通信方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，具体涉及一种蜂窝网和D2D混合通信方法。

背景技术

终端直通(D2D)是移动通信系统中允许两个终端共享基站的频带进行通信而不需要基站转发信号的新技术。它可以提高蜂窝网的频谱效率、吞吐量、能量效率和公平性，还可以降低终端的通信延迟。终端直通技术特别适合用来提供信息速率要求高、延迟要求低的多媒体通信服务。目前已经公开了很多种蜂窝网和D2D的频谱共享方法，但是未见考虑蜂窝网和D2D混合通信方法。

已经公开的蜂窝网和D2D频谱共享方法主要有覆盖(overlay)和衬垫(underlay)两大类。覆盖式频谱共享指的是当蜂窝网用户不需要使用分配给它的某个频带时，D2D用户暂时占用它进行通信。衬垫式频谱共享指的是当蜂窝网用户使用分配给它的某个频带时，D2D用户也使用该频带进行通信，但要保证对蜂窝网用户的干扰不超出它可以忍受的门限值。对这两类频谱共享方式，人们又提出了相应的资源分配方法，以在保证蜂窝网服务质量的前提下最大化D2D用户的吞吐量。这些公开的资料中都没有考虑这样的场景：终端除了将数据传送给对方以外，还可能要将数据通过蜂窝网基站传送给不能直通的蜂窝网用户，例如一个终端将图像同时发给另一个终端和远距离的蜂窝网用户。

发明内容

本发明提供一种蜂窝网和D2D混合通信方法，在D2D通信的同时，蜂窝网用户和D2D的一个终端可以互相传输信号，利用蜂窝网基础架构同时实现D2D通信以及终端和蜂窝网用户的通信，增强了蜂窝网和D2D共享频谱的灵活性，适用于蜂窝网和D2D共享频谱通信时需要互相传送数据的环境。

蜂窝网基站和蜂窝网用户之间的通信以及直连终端之间的通信分两阶段进行。在第一阶段，蜂窝网用户使用频带W向蜂窝网基站发送信号x(t)，同时终端A向终端B发送信号y(t)，终端A和B之间的通信共享蜂窝网用户的频带W，终端B接收来自终端A的信号和来自蜂窝网用户的干扰，蜂窝网基站接收来自蜂窝网用户的信号和来自终端A的干扰。然后，终端B对接收信号解码，得到信号y(t)，在第二阶段，蜂窝网基站蜂窝网基站先对接收信号解码，得到信号x(t)和y(t)，然后使用频带W将信号的叠加广播给蜂窝网用户、终端A和终端B。蜂窝网用户从接收信号中消除自身信号x(t)，得到信号y(t)。同样，终端A和终端B也从接收信号中消除自身信号y(t)，得到信号x(t)。

附图说明

图1a、图1b为蜂窝网和D2D混合通信系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例作进一步详细说明，以利于对本发明的理解。

蜂窝网和D2D混合通信系统包括一个蜂窝网基站BS和一个蜂窝网用户MU、一对直连终端A和B，蜂窝网基站和蜂窝网用户之间的通信以及直连终端之间的通信分两阶段进行。

如图1a所示，在第一阶段，蜂窝网用户使用频带W向蜂窝网基站发送信号x(t)，同时终端A向终端B发送信号y(t)，终端A和B之间的通信共享蜂窝网用户的频带W。终端B接收来自终端A的信号和来自蜂窝网用户的干扰，接收信号表示为：

M_{B} (t) = \sqrt{P_{A}} h_{A B} y (t) + \sqrt{P_{U}} h_{U B} x (t) + n_{B} (t);

其中P_A和P_U分别是终端A和蜂窝网用户的发射功率，h_AB和h_UB分别是终端A和蜂窝网用户到终端B的信道系数，n_B(t)是均值为零、方差为σ²的加性高斯白噪声，信号的均值为零、方差归一化为1。终端B对接收信号M_B(t)解码，得到信号y(t)。蜂窝网基站接收来自蜂窝网用户的信号和来自终端A的干扰，接收信号表示为：

M_{C} (t) = \sqrt{P_{U}} h_{U C} x (t) + \sqrt{P_{A}} h_{A C} y (t) + n_{C} (t);

其中h_UC和h_AC分别是蜂窝网用户和终端A到蜂窝网基站的信道系数，n_C(t)是均值为零、方差为σ²的加性高斯白噪声。

如图1b所示，在第二阶段，蜂窝网基站先对接收信号M_C(t)解码，得到信号x(t)和y(t)，然后使用频带W将这两个信号的叠加广播给蜂窝网用户、终端A和终端B。蜂窝网用户的接收信号表示为：

M_{U} (t) = \sqrt{P_{C}} h_{C U} (x (t) + y (t)) + n_{U} (t);

其中P_C是蜂窝网基站的发射功率，h_CU是蜂窝网基站到蜂窝网用户的信道系数，n_U(t)是均值为零、方差为σ²的加性高斯白噪声。

蜂窝网用户从接收信号M_U(t)中消除自身信号x(t)，得到信号y(t)。

终端A和终端B的接收信号分别表示为：

\begin{matrix} Q_{A} (t) = \sqrt{P_{C}} h_{C A} (x (t) + y (t)) + v_{A} (t) \\ Q_{B} (t) = \sqrt{P_{C}} h_{C B} (x (t) + y (t)) + v_{B} (t) \end{matrix};

其中h_CA和h_CB分别是蜂窝网基站到终端A和终端B的信道系数，v_A(t)和v_B(t)都是均值为零、方差为σ²的加性高斯白噪声。

终端A和终端B分别从接收信号中消除自身信号y(t)，得到信号x(t)。

从以上描述可以看出，终端A将信号传输到终端B和蜂窝网用户，蜂窝网用户也将信号传输给终端A和终端B，在D2D通信的同时，实现了蜂窝网用户和D2D的一个终端互相传输信号。

Claims

1.一种蜂窝网和D2D混合通信方法，所述方法包括：

(1)蜂窝网用户使用频带W向蜂窝网基站发送信号x(t)，同时终端A向终端B发送信号y(t)，终端A和终端B之间的通信共享蜂窝网用户的频带W；

(2)蜂窝网基站先对接收信号解码，得到信号x(t)和y(t)，然后使用频带W将信号叠加后广播给蜂窝网用户、终端A和终端B；

(3)蜂窝网用户从接收信号中消除自身信号x(t)，得到信号y(t)，终端A和终端B也从接收信号中消除自身信号y(t)，得到信号x(t)。