CN105764061B - 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法 - Google Patents

一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105764061B
CN105764061B CN201610061163.XA CN201610061163A CN105764061B CN 105764061 B CN105764061 B CN 105764061B CN 201610061163 A CN201610061163 A CN 201610061163A CN 105764061 B CN105764061 B CN 105764061B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resource
communication
resource allocation
mode
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610061163.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105764061A (zh
Inventor
冷甦鹏
武润鹏
张彦
吴凡
张科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201610061163.XA priority Critical patent/CN105764061B/zh
Publication of CN105764061A publication Critical patent/CN105764061A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105764061B publication Critical patent/CN105764061B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
    • H04W16/04—Traffic adaptive resource partitioning
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/26—Resource reservation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
    • H04W36/30—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality

Abstract

本发明公开了一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法。在本发明中，LTE系统预留一部分资源，用来给D2D通信使用。针对D2D通信的资源分配，不同的D2D通信链路之间，可以使用相同的资源，借此提高频谱效率，进而提高小区的吞吐量。同时，本发明提供的模式切换判决方法能够在适当的情况下对UE进行模式切换，确保正常的通信，并尽可能的提高频谱效率。

Description

一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法的设计。
背景技术
随着LTE(Long Term Evolution，长期演进)标准的出现，智能手机的普及速度逐渐加快，全球LTE用户数量逐年增长。这些设备为用户提供了桌面化的体验，而在几年之前这些都是难以想象的。随着LTE技术的普及，许多新型服务，如基于地理位置的服务，也随之而来。另一方面，随着物联网概念的兴起，D2D(Device-to-Device)等直连通信需求也逐渐被提出来。
LTE是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)组织制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)技术标准的长期演进。LTE作为3G/WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址)和HSPA(High-Speed Packet Access，高速分组接入)之后的新一代通信技术，能够提供更高的传输速率和更低的时延。这种新的无线接入技术，能够提供高达100Mbps的下行速率和50Mbps的上行速率。LTE能够提供1.4MHz到20MHz范围内的可变带宽，同时支持TDD(Time Division Duplexing，时分双工)和FDD(Frequency DivisionDuplexing，频分双工)两种双工方式。
LTE支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等。为了减少信令的开销，LTE通信资源被划分为多个RB(resource block，资源块)。每个RB在频域上包含12个带宽为15kHz的子载波，在时域上占一个时隙(0.5ms)的长度。在进行资源分配时，是以RB为基本单位来进行分配的。具体的资源分配策略依赖于基站采用的调度算法。由于资源的限制，小区所能承载的用户量也会受到限制。当小区内部需要发送数据的用户量较大时，会有一部分用户在下一个TTI(Transmission Time Interval，传输时间间隔)内，无法获取传输数据所需的资源，因而无法发送数据。
3GPP LTE技术已被证明在小区的频谱效率以及吞吐量方面拥有很高的性能。随着对无线移动数据传输需求的不断增加，电信行业已经为应对这些请求提出了许多新的技术标准，如，采用更好的多址方式来增加频谱效率等。同时，也采用了一些异构技术，如在大蜂窝中部署小蜂窝等。然而这些异构方法都有着其固有的缺陷，会导致移动事件的大幅增加，复杂的干扰问题，以及建设和维护大量基础设施所带来的花费等一系列问题。针对目前的状况，一种新的拓扑结构被提了出来，在这种拓扑结构中，允许UE之间进行直接通信，而且该D2D通信与现有的蜂窝通信可以共存，互不干扰。无论是在频谱效率还是用户体验方面都能带来很大的提升。D2D通信技术既可以作为中继技术来使用，也可以通过本地的直连通信来减轻基站的负载。
除此之外，在某些特定的领域，如公共安全领域，对于通信有着严苛的要求：可靠性，安全性，低延迟，以及在无网络覆盖条件下的通信保障等。直连通信恰恰能够满足这些需求，而这也正是当前LTE系统所缺少的功能。
在LTE蜂窝网中加入D2D通信技术，属于异构网络的一种。所谓异构是指两个或以上的无线通信系统采用了不同的接入技术，或者是采用相同的无线接入技术但属于不同的无线运营商。利用现有的多种无线通信系统，通过系统间融合的方式，使多系统之间取长补短是满足未来移动通信业务需求的一种有效手段，能够综合发挥各自的优势。
为了使本发明及其背景技术更易于理解，在对本发明的背景技术进行描述时，首先做出如下定义：
(1)eNB(Evolved Node B)：LTE系统中基站的名字。基站是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。
(2)D2D(Device to Device)通信：即设备之间的直连通信。在该通信方式下，设备间直接进行数据传输，而不需要通过eNB来转发。
(3)UE(user equipment)：表示LTE中的移动终端。包含手机，智能终端，多媒体设备，流媒体设备等。
(4)DP(D2D communication Pair)：表示一对采用D2D通信模式进行通信的UE。
(5)D2D用户：采用D2D通信模式进行通信的UE。
(6)模式切换：通信模式在蜂窝模式与D2D模式间的切换。
(7)吞吐量：系统内单位时间内成功地传送数据的数量，是系统性能的衡量标准之一。
(8)频谱效率：最大吞吐量除以数据链路的带宽，是系统性能的衡量标准之一。
(9)CQI(Channel Quality Indicator)：信道质量指示，用来衡量通信链路的质量
D2D通信是一种近距离的通信服务，这里的近距离不仅仅只是考虑物理距离上的远近，还要考虑链路的信道质量、SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)、吞吐量、时延以及负载等因素。D2D连接的建立对用户来说是透明的，不需要像蓝牙一样需要手工配对。目前，LTE系统中的D2D通信模式主要有两种架构：
(1)以网络为中心的：由网络负责资源分配，为覆盖范围内的UE提供控制信息。
(2)以UE为中心的：可以不需要中心网络的辅助，主要用于无网络状态下的通信。
本发明主要针对以网络为中心的架构。目前，D2D通信的资源分配方法多是考虑D2D链路复用普通UE的上行链路资源。如在文献“Location Dependent ResourceAllocation for Mobile Device-to-Device Communication”中提出的方法中，将小区分为多个不相交的区域，以区域为基础进行资源分配，保证在同一个区域内，D2D用户和普通UE不会使用相同的资源，进而保证D2D通信和蜂窝通信间的干扰可控。然而，D2D通信作为现有LTE系统的补充，不应该对现有的蜂窝通信造成损害。其次，现有的D2D通信模式选择方法多是对UE初始接入时进行模式选择，并未考虑由于UE移动性导致的D2D模式切换需求。另外，现有的D2D资源分配方法大多没有考虑D2D链路之间的资源复用，由于在实际场景中，D2D通信双方的距离往往较近，不同的D2D通信链路之间如果距离较远，则能够通过采用空分复用的方式来使用相同的通信资源，这能够提高小区的频谱效率，进而提升整个小区的吞吐量。
进行模式切换主要有下面几点原因：
(1)由于在LTE中，随着UE的移动，不同UE间的距离、路径损失、阴影衰落等因素都有较大的变化。如果当前两个UE正处于D2D模式通信，随着D2D链路信道质量的恶化，为了确保它们能够进行可靠且高效率的通信，有必要将它们从D2D模式切换到蜂窝模式。
(2)采用D2D通信，能够有效的减轻eNB处的负载，提高小区的频谱效率，并且提升整个小区的吞吐量。因此，当处于蜂窝通信模式的两个UE间的信道质量较好时，可以考虑将他们的模式转换为D2D通信模式。
(3)由于D2D通信的资源池容量是有限的。针对正处于D2D模式的UE，如果它们间的信道质量并不是特别好，即采用D2D通信模式，它们仅能获得有限的增益，可以考虑在D2D资源紧张且蜂窝资源较为宽裕的情况下，将这类的D2D通信切换到蜂窝通信模式下，进而将其占用的D2D资源留给后来的那些信道质量更好的通信使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中LTE网络缺少一种合理的模式切换方法的问题，提出了一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法。
本发明的技术方法为：一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，包括以下步骤：
S1、eNB通过分析经其转发的数据包，确定UETX和UERX都处于自己所覆盖的小区后，向UETX和UERX发送信道测量指示消息；
S2、接收到eNB的信道测量指示消息后，UETX在规定的D2D发现信道上面向eNB指定的UERX发送参考信号；
S3、接收到eNB的信道测量指示消息后，UERX监听D2D发现信道，当发现UETX发送给自己的参考信号时，计算当前的信道质量等级，并上报给eNB；
S4、当eNB接收到UERX上报的信道质量后，运用模式切换判决方法，根据当前D2D链路质量以及蜂窝资源和D2D资源的使用情况，确定当前最佳的通信模式，并与当前所处的通信模式进行比较，如果相同，则不进行模式切换；如果不同，则启动模式切换；
S5、判断是否采用D2D模式进行通信，若是则eNB使用D2D资源分配方法为新加入的D2D通信进行资源分配。
进一步地，步骤S4中的模式切换判决方法具体包括以下步骤：
A1、判断D2D链路的信道质量CQI是否大于0，若是则进入步骤A2，否则采用蜂窝模式进行通信；
A2、判断D2D资源的使用率DRU是否超过阈值DRUthreshold，若是则进入步骤A3，否则采用D2D模式进行通信；
A3、判断蜂窝模式下平均每个RB承载的用户数UPRcell是否超过阈值UPRcell—threshold，若是则采用D2D模式进行通信，否则进入步骤A4；
A4、判断D2D链路的信道质量CQI是否超过阈值CQIthreshold，若是则进入步骤A5，否则采用蜂窝模式进行通信；
A5、判断D2D模式下平均每个RB承载的用户数UPRD2D是否超过阈值UPRD2D—threshold，若是则采用蜂窝模式进行通信，否则采用D2D模式进行通信。
进一步地，步骤S5中的D2D资源分配方法具体包括以下步骤：
B1、针对所考虑的小区，以内部的DP为顶点，建立一个D2D资源冲突图G；
B2、在资源冲突图G中，以水平方向为基准，选择一个起始角度γ，沿着逆时针方向，为小区内的D2D用户逐个分配通信资源。
进一步地，步骤B1中资源冲突图G需满足如下条件：
(1)当且仅当两个顶点间的距离小于两个DP间的最大干扰距离DPdmax时，该两个顶点间存在边，即如果两个顶点间存在边，则这两个顶点所代表的DP之间不能使用相同的资源，否则会产生干扰；
(2)针对具有相同发送方的D2D链路，由于可以使用相同的通信资源，因此将它们合并成一个点，统一进行资源分配。
进一步地，步骤B2具体包括以下分步骤：
B21、记当前已经分配过资源的DP集合为S，设接下来要分配资源的DP为DPr，判断DPr能否复用集合S中的资源，若能则为其复用集合S中的资源，否则进入步骤B22；
B22、查看D2D资源池是否有剩余未分配的资源，若有则为DPr分配资源池中的新资源，否则当前D2D通信系统已经处于资源饱和状态，资源分配结束；
B23、判断是否为该小区中所有DP都已分配资源，若是则资源分配结束，否则返回步骤B21。
进一步地，步骤B21中判断DPr能否复用集合S中的资源的方法具体为：
从当前DPr所处的角度为起始点，按照与资源分配顺序相反的方向搜索已经分配过资源的DP，记当前考虑的S中的成员为DPa；如果能够满足条件(a)或者能够同时满足条件(b)(c)，则DPr可复用DPa的通信资源，进而继续为DPr+1分配资源：
(a)DPr和DPa有相同的发送方；
(b)DPdr-a>DPdmax；
(c)
其中，DPdr-a表示DPr与DPa之间的位置距离，adjvr表示图G中和顶点r之间存在边的所有顶点，Ra表示DPa使用的通信资源，Rp表示DPp使用的通信资源，DPp为第P条D2D通信链路。
进一步地，步骤B23中针对同一个角度存在多个DP的情况，给出0-1随机变量rra，如果rra的值为0，则按照从圆心向外的方向进行资源分配，否则按照从圆心向内的方向进行资源分配。
本发明的有益效果是：本发明给出了一种新的D2D通信链路间复用资源的资源分配方法。并在此方法基础上，综合考虑D2D资源及蜂窝资源的使用情况，给出了一种模式选择判决方法。另外，整个模式切换流程对于UE用户来讲是完全透明的，不需要用户去主动决定是否能够采用D2D通信，只需要UE按照eNB的指示，周期性的上报其与其他UE间的信道质量即可。具体的决策完全由eNB来进行，UE接收相应的决策结果，并相应做出反应。从本发明提供的模式切换判决方法可以看出，本发明允许蜂窝通信与D2D通信同时存在。一个UE在进行蜂窝通信的同时，可以采用D2D通信方式与同小区内的其他UE进行通信。同时，为了更切合实际情况，满足用户的不同需求，允许一个UE同时存在多个D2D通信链路。
本方法建立的D2D通信是单向的，原因在于考虑到通信信道的非对称性，即两个UE间某个方向的信道质量满足D2D通信需求，而反方向的信道质量则较差。因此，会出现下面的情形：UE1发往UE2的数据采用的是D2D通信模式，而UE2发往UE1方向的数据则采用的是普通的蜂窝通信方式。这在实际场景中是完全可能的，因此，从这个角度考虑，本方法具有较大的灵活性，能够有效的利用通信资源，并提高小区的吞吐量。
同时，由于D2D通信所用资源是由LTE系统预留出来的，因而D2D通信与蜂窝通信之间相对独立，简化了系统设计。本发明能够在不干扰正常蜂窝通信的条件下，加入D2D通信，既满足了某些特殊应用对D2D通信模式的需求，同时也能够提高小区的频谱效率以及小区吞吐量。
附图说明
图1为本发明提供的一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法流程图。
图2为本发明提供的模式切换判决方法流程图。
图3为本发明提供的D2D资源分配方法流程图。
图4为本发明实施例的小区D2D通信资源分配示意图。
图5为本发明实施例的D2D资源冲突图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
本发明实施例中，使用UETX表示一条D2D通信链路的发送方UE，用UERX表示接收方UE。若UERX和UETX处在不同的小区，则为了建立两者之间的D2D通信链路，需要两个eNB的协同操作，甚至可能涉及UE的小区切换。在本发明实施例中只考虑UERX和UETX都处在同一个eNB覆盖的小区的情况。为了衡量当前资源的负载大小，定义UPR(user per RB)值，用来表示平均每个RB承载的用户数量；定义DRU(D2D resource use)来表示D2D资源的使用率，即当前已经被分配的资源占D2D总的资源量的百分比。
本发明提供了一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1、eNB通过分析经其转发的数据包，确定UETX和UERX都处于自己所覆盖的小区后，向UETX和UERX发送信道测量指示消息。
S2、接收到eNB的信道测量指示消息后，UETX在规定的D2D发现信道上面向eNB指定的UERX发送参考信号；
S3、接收到eNB的信道测量指示消息后，UERX监听D2D发现信道，当发现UETX发送给自己的参考信号时，计算当前的信道质量等级，并上报给eNB；
S4、当eNB接收到UERX上报的信道质量后，运用模式切换判决方法，根据当前D2D链路质量以及蜂窝资源和D2D资源的使用情况，确定当前最佳的通信模式，并与当前所处的通信模式进行比较，如果相同，则不进行模式切换；如果不同，则启动模式切换。
蜂窝通信给D2D通信预留的资源量为Rpre，针对不同应用场景的历史数据，可以知道在特定场景下的D2D通信需求量，如正常的蜂窝移动手机通信中，D2D的通信需求量并不高；而处于一些人流密集的大型活动、车联网等特定场景时，对于D2D通信的需求量相对较高。根据得到的D2D通信需求量，可以给出合理的Rpre值。
本发明实施例中，假设D2D用户拥有相同的业务类型及数据量，因此每条D2D通信链路需要相同的资源量进行通信。
如图2所示，该步骤中所采用的模式切换判决方法具体包括以下步骤：
A1、判断D2D通信双方的链路质量是否能够满足正常的D2D通信，即判断D2D链路的信道质量CQI是否大于0，若是则进入步骤A2，否则采用蜂窝模式进行通信。
A2、如果D2D链路CQI大于0，则查看当前D2D资源分配情况。判断D2D资源的使用率DRU是否超过阈值DRUthreshold，若是则进入步骤A3，否则采用D2D模式进行通信。
A3、查看当前蜂窝资源的使用情况是否紧张，判断蜂窝模式下平均每个RB承载的用户数UPRcell是否超过阈值UPRcell—threshold，若是则认为当前蜂窝资源较为紧张，采用D2D模式进行通信，否则进入步骤A4。
A4、在当前情况下，蜂窝资源较为充足，而D2D资源较为紧张，此时应判断D2D链路的信道质量CQI是否超过阈值CQIthreshold，若是则进入步骤A5，否则认为即使采用D2D通信，获得的增益也较为有限，而当前蜂窝资源又比较充足，因此采用蜂窝模式进行通信。
A5、考虑当前D2D资源的使用情况，即判断D2D模式下平均每个RB承载的用户数UPRD2D是否超过阈值UPRD2D—threshold，若是则为了避免大量信道质量较好的D2D通信请求到来，导致D2D资源紧缺而蜂窝资源却处于低使用率状态，采用蜂窝模式进行通信，否则采用D2D模式进行通信。
上面各个阈值的设定需要根据实际应用场景来确定，不同的阈值或门限值会对系统性能造成较大的影响。
S5、判断是否采用D2D模式进行通信，若是则eNB使用D2D资源分配方法为新加入的D2D通信进行资源分配。
如图3所示，该步骤中所采用的D2D资源分配方法具体包括以下步骤：
B1、针对所考虑的小区，以内部的DP为顶点，建立一个D2D资源冲突图G。
在本发明实施例中采用DPd表示两个DP间的位置距离。
资源冲突图G需满足如下条件：
(1)当且仅当两个顶点间的距离小于两个DP间的最大干扰距离DPdmax时，该两个顶点间存在边，即如果两个顶点间存在边，则这两个顶点所代表的DP之间不能使用相同的资源，否则会产生干扰。
在实际场景中，DPdmax值是为了确保使用相同资源的不同DP间的干扰控制在较低水平下。如果该值较小，则频谱效率较高，同样的资源可以容纳更多的D2D通信用户接入，随之而来的是使用相同资源的DP间的干扰较大，对通信质量有影响。而如果该值较大，则使用相同资源的DP间的干扰较小，但频谱效率较低，能够容纳的DP数量受到限制。
(2)针对具有相同发送方的D2D链路，由于它们可以直接使用相同的资源，因此将它们合并成一个点，统一进行资源分配。
B2、在资源冲突图G中，以水平方向为基准，选择一个起始角度γ，沿着逆时针方向，为小区内的D2D用户逐个分配通信资源。
该步骤具体包括以下分步骤：
B21、记当前已经分配过资源的DP集合为S，设接下来要分配资源的DP为DPr，判断DPr能否复用集合S中的资源，若能则为其复用集合S中的资源，否则进入步骤B22。
寻找复用资源的方式与资源分配的方式相反，从当前DPr所处的角度为起始点，顺时针方向搜索已经分配过资源的DP，即S中的成员。记当前考虑的S中的成员为DPa；如果能够满足条件(a)或者能够同时满足条件(b)(c)，则DPr可复用DPa的通信资源，进而继续为DPr+1分配资源。
(a)DPr和DPa有相同的发送方；
(b)DPdr-a>DPdmax；
(c)
其中，DPdr-a表示DPr与DPa之间的位置距离，adjvr表示图G中和顶点r之间存在边的所有顶点，Ra表示DPa使用的通信资源，Rp表示DPp使用的通信资源，DPp为第P条D2D通信链路。针对条件(a)，当DPr和DPa有相同的发送方时，即一个UE有多条D2D通信链路的情况，这时，这些具有相同发送方的D2D链路可以使用相同的D2D资源，只需要在发送数据时指定接收方即可。按照上述的资源分配顺序，拥有相同发送方的DP的资源分配顺序必定是相邻的，因此，条件(a)能够先于条件(b)(c)被满足。
如果上面的条件无法被满足，则按着顺时针方向继续考虑S中的下一个成员，直到在S中找到一个成员满足条件。
B22、如果S中所有的成员都无法满足要求，则无法复用其它DP的资源，查看D2D资源池是否有剩余未分配的资源，若有则为DPr分配资源池中的新资源，否则当前D2D通信系统已经处于资源饱和状态，资源分配结束。
B23、判断是否为该小区中所有DP都已分配资源，若是则资源分配结束，否则返回步骤B21。
针对同一个角度存在多个DP的情况，为了保证资源分配方法的公平性，给出0-1随机变量rra(radius resource allocation)，如果rra的值为0，则按照从圆心向外的方向进行资源分配，否则按照从圆心向内的方向进行资源分配。针对起始角度γ的选择，同样为了保证资源分配方法的公平性，在每次资源分配时，可以采用随机的方式确定起始角度。
下面以一个具体实施例对步骤S5中采用的D2D资源分配方法进行进一步说明：
如图4所示为当前小区内D2D资源分配示意图，针对所考虑的小区，随机选择一个起始角度γ，沿着逆时针方向，为小区内的D2D用户分配通信资源。首先，根据小区内D2D用户的位置信息，构造图G，如图5所示，则分配资源的过程如下所述：
1、从起始角度γ开始，在小区的当前角度方位上，存在两个D2D通信对，它们的编号分别为1和2。在这里假设随机变量rra的值为0，故先给DP1分配资源。
2、针对DP2，考虑在其之前已经分配过资源的DP集合S，在当前情况下，S＝{DP1}，考虑DP2和DP1之间的距离DPd1-2，查看资源冲突图G，由于在图G中，顶点1和2之间无边相连，即DPd1-2>DPdmax。则DP2可以复用DP1的资源。
3、同样，针对DP3，S＝{DP1，DP2}，按照顺时针方向，首先考虑DP2所使用的资源能否拿来复用。查看资源冲突图G，顶点2和3之间无边相连，满足条件(a)表述的距离要求。然而图G中，顶点1和3之间存在边，且DP2和DP1使用相同的通信资源，因而不满足条件(b)。则需要为DP3分配资源池中的新资源。
4、针对DP4，其和DP3有相同的发送方，因此使用和DP3相同的资源来进行通信。
按照上述过程，即可对接下来的DP进行资源分配。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、eNB通过分析经其转发的数据包，确定UETX和UERX都处于自己所覆盖的小区后，向UETX和UERX发送信道测量指示消息；
S2、接收到eNB的信道测量指示消息后，UETX在规定的D2D发现信道上面向eNB指定的UERX发送参考信号；
S3、接收到eNB的信道测量指示消息后，UERX监听D2D发现信道，当发现UETX发送给自己的参考信号时，计算当前的信道质量等级，并上报给eNB；
S4、当eNB接收到UERX上报的信道质量后，运用模式切换判决方法，根据当前D2D链路信道质量以及蜂窝资源和D2D资源的使用情况，确定当前最佳的通信模式，并与当前所处的通信模式进行比较，如果相同，则不进行模式切换；如果不同，则启动模式切换；
所述模式切换判决方法具体包括以下步骤：
A1、判断D2D链路的信道质量CQI是否大于0，若是则进入步骤A2，否则采用蜂窝模式进行通信；
A2、判断D2D资源的使用率DRU是否超过阈值DRUthreshold，若是则进入步骤A3，否则采用D2D模式进行通信；
A3、判断蜂窝模式下平均每个RB承载的用户数UPRcell是否超过阈值UPRcell—threshold，若是则采用D2D模式进行通信，否则进入步骤A4；
A4、判断D2D链路的信道质量CQI是否超过阈值CQIthreshold，若是则进入步骤A5，否则采用蜂窝模式进行通信；
A5、判断D2D模式下平均每个RB承载的用户数UPRD2D是否超过阈值UPRD2D—threshold，若是则采用蜂窝模式进行通信，否则采用D2D模式进行通信；
S5、判断是否采用D2D模式进行通信，若是则eNB使用D2D资源分配方法为新加入的D2D通信进行资源分配。
2.根据权利要求1所述的无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，其特征在于，所述步骤S5中的D2D通信资源分配方法具体包括以下步骤：
B1、针对所考虑的小区，以内部的DP为顶点，建立一个D2D资源冲突图G；
B2、在资源冲突图G中，以水平方向为基准，选择一个起始角度γ，沿着逆时针方向，为小区内的D2D用户逐个分配通信资源。
3.根据权利要求2所述的无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，其特征在于，所述步骤B1中资源冲突图G需满足如下条件：
(1)当且仅当两个顶点间的距离小于两个DP间的最大干扰距离DPdmax时，该两个顶点间存在边，即如果两个顶点间存在边，则这两个顶点所代表的DP之间不能使用相同的资源，否则会产生干扰；
(2)针对具有相同发送方的D2D链路，由于可以使用相同的通信资源，因此将它们合并成一个点，统一进行资源分配。
4.根据权利要求2所述的无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，其特征在于，所述步骤B2具体包括以下分步骤：
B21、记当前已经分配过资源的DP集合为S，设接下来要分配资源的DP为DPr，判断DPr能否复用集合S中的资源，若能则为其复用集合S中的资源，否则进入步骤B22；
B22、查看D2D资源池是否有剩余未分配的资源，若有则为DPr分配资源池中的新资源，否则当前D2D通信系统已经处于资源饱和状态，资源分配结束；
B23、判断是否为该小区中所有DP都已分配资源，若是则资源分配结束，否则返回步骤B21。
5.根据权利要求4所述的无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，其特征在于，所述步骤B21中判断DPr能否复用集合S中的资源的方法具体为：
从当前DPr所处的角度为起始点，按照与资源分配顺序相反的方向搜索已经分配过资源的DP，记当前考虑的S中的成员为DPa；如果能够满足条件(a)或者能够同时满足条件
(b)(c)，则DPr可复用DPa的通信资源，进而继续为DPr+1分配资源：
(a)DPr和DPa有相同的发送方；
(b)DPdr-a>DPdmax；
(c)
其中，DPdr-a表示DPr与DPa之间的位置距离，adjvr表示图G中和顶点r之间存在边的所有顶点，Ra表示DPa使用的通信资源，Rp表示DPp使用的通信资源，DPp为第P条D2D通信链路。
6.根据权利要求4所述的无线蜂窝网络中的D2D通信资源分配方法，其特征在于，所述步骤B23中针对同一个角度存在多个DP的情况，给出0-1随机变量rra，如果rra的值为0，则按照从圆心向外的方向进行资源分配，否则按照从圆心向内的方向进行资源分配。
CN201610061163.XA 2016-01-28 2016-01-28 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法 Expired - Fee Related CN105764061B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610061163.XA CN105764061B (zh) 2016-01-28 2016-01-28 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610061163.XA CN105764061B (zh) 2016-01-28 2016-01-28 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105764061A CN105764061A (zh) 2016-07-13
CN105764061B true CN105764061B (zh) 2018-12-04

Family

ID=56342709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610061163.XA Expired - Fee Related CN105764061B (zh) 2016-01-28 2016-01-28 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105764061B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106792569B (zh) * 2016-11-25 2020-10-23 电子科技大学 基于分簇多播的集群系统切换方法
EP3554128B1 (en) * 2017-01-11 2021-11-10 Huawei Technologies Co., Ltd. Resource selection method and terminal
CN110574416B (zh) * 2017-05-05 2021-12-03 华为技术有限公司 一种信号处理方法及装置
WO2018218544A1 (zh) * 2017-05-31 2018-12-06 华为技术有限公司 信道质量测量方法、装置、设备和存储介质
CN107438258A (zh) * 2017-06-05 2017-12-05 北京邮电大学深圳研究院 一种基于用户移动性管理的通信模式切换方法及装置
BR112020018842A2 (pt) * 2018-03-16 2021-02-09 Huawei Technologies Co., Ltd. dispositivos e métodos para comunicação d2d
CN110662191B (zh) * 2018-06-29 2021-04-20 比亚迪股份有限公司 通信模式的选择方法、装置和电子设备
CN111436139B (zh) * 2019-02-15 2023-07-04 维沃移动通信有限公司 一种模式控制方法、终端和网络侧设备
CN110022545B (zh) * 2019-03-28 2022-04-12 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） 无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法
CN110475230B (zh) * 2019-06-25 2023-04-18 南京邮电大学 蜂窝网络中d2d用户的资源分配方法、存储介质和终端
CN111294151B (zh) * 2019-07-05 2023-07-25 展讯通信（上海）有限公司 信道质量上报方法及基站、用户设备、可读存储介质
JP7226170B2 (ja) * 2019-07-26 2023-02-21 株式会社Ｊｖｃケンウッド 通信システム、中継局、移動局
CN113453195A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 索尼公司 用于无线通信的电子设备和方法、计算机可读存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102647749A (zh) * 2012-03-30 2012-08-22 北京交通大学 蜂窝与端到端混合网络的终端干扰抑制方法
CN103460780A (zh) * 2011-03-31 2013-12-18 瑞萨移动公司 用于促进设备到设备通信的方法和装置
CN103747507A (zh) * 2014-01-28 2014-04-23 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 通信模式的选择方法和选择装置、终端、基站

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103460780A (zh) * 2011-03-31 2013-12-18 瑞萨移动公司 用于促进设备到设备通信的方法和装置
CN102647749A (zh) * 2012-03-30 2012-08-22 北京交通大学 蜂窝与端到端混合网络的终端干扰抑制方法
CN103747507A (zh) * 2014-01-28 2014-04-23 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 通信模式的选择方法和选择装置、终端、基站

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TD-LTE Small Cell资源管理若干策略的研究;陈平波;《厦门大学硕士学位论文》;20140501;全文 *
蜂窝网络中D2D通信的联合模式选择和资源分配算法研究;张旭;《长安大学硕士学位论文》;20150604;正文第3章 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105764061A (zh) 2016-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105764061B (zh) 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法
Wu et al. Recent advances in energy-efficient networks and their application in 5G systems
Peng et al. Heterogeneous cloud radio access networks: A new perspective for enhancing spectral and energy efficiencies
CN105430751B (zh) 车联网终端的设备到设备d2d资源分配方法及相关设备
CN104105158B (zh) 一种基于d2d中继通信的中继选择方法
CN104247469B (zh) 多用户协作通信的下行数据传输方法和装置
CN103260244B (zh) 一种蜂窝系统中d2d上行资源复用模式切换方法
KR101405343B1 (ko) 무선 네트워크에서 상이한 범위들 상에서의 통신을 지원하기 위한 방법들 및 장치
Kim et al. Full duplex device to device communication in cellular networks
CN103379502B (zh) 一种蜂窝网络中引入d2d技术的频谱资源分配方法
CN105472742B (zh) 一种lte多跳网络中的资源分配方法、设备以及系统
CN101399728B (zh) 一种共享带宽的网络、方法及接入点
CN104219769A (zh) 一种基于lte的高铁无线通信系统及其资源分配方法
CN105099542A (zh) 无线自组织网络帧产生方法
Asadi et al. DRONEE: Dual-radio opportunistic networking for energy efficiency
CN107155181A (zh) 处理用户设备能力信息的方法、用户设备和基站
CN104902431A (zh) 一种lte网络中跨小区d2d通信频谱分配方法
CN106254556A (zh) 一种车载自组网网关设备
CN107396397B (zh) 异构多端口聚合的网络化资源共享方法
CN106130608A (zh) 一种基于双层云处理的异构网络融合架构及其数据传输方法
CN112399522B (zh) 拓扑控制方法、电子设备及存储介质
CN109257824A (zh) 基于td-lte自组织网络的资源调度方法
CN110036662A (zh) 传输业务数据的方法、网络设备及终端设备
CN101449528B (zh) 在多跳通信系统中提供服务质量支持的方法和节点
CN102256366B (zh) 载波聚合场景下多用户mimo资源调度方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181204

Termination date: 20220128