本发明涉及D2D通信领域，尤其涉及一种用于D2D通信系统的导频复用方法。
背景技术：
：近年来，随着无线业务的高速增长，频谱资源日益短缺，D2D(Device-to-Device)通信技术可以极大提升系统的频谱利用率，所以被建议在第五代移动通信系统中采用。D2D通信允许相邻用户直接通信，而不需要经过基站，并且D2D用户可以复用蜂窝用户的频率资源。因此，D2D通信具有提高频带利用率、降低传输时延、减少能量消耗的优点。在蜂窝和D2D混合通信系统中，蜂窝用户通常具有更高的优先级，并且蜂窝用户的数目通常小于D2D对的个数。所以，可以假设单小区场景中蜂窝用户使用相互正交的导频序列进行信道估计。为了减小导频序列的长度，D2D用户之间存在导频复用，也即D2D用户可用的导频集合的数目小于D2D对的个数。为了减小D2D用户信道估计误差，需要一种能够有效降低D2D用户间导频污染的方法。本专利给出了一种蜂窝和D2D混合通信系统中导频复用的方法，这种方法可以有效减小D2D对之间的导频干扰问题。技术实现要素：发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种用于D2D通信系统的导频复用方法，该方法适用于蜂窝和D2D混合通信系统中，可以有效减小D2D对之间的导频干扰问题。技术方案：本发明所述的用于D2D通信系统的导频复用方法，包括：S1、获取所有D2D对之间的大尺度衰落系数；S2、根据大尺度衰落系数，计算任意两个D2D对之间的潜在干扰；S3、从未分配导频的D2D对集合中选取受潜在干扰最大的D2D对；S4、从导频资源中选取导频ωm分配给选取的D2D对，并将选取的D2D对添加到已分配导频的D2D对集合中；其中，ωm表示导频资源中第m个导频，m为已分配导频的D2D对的个数；S5、判断已分配导频的D2D对的个数是否小于导频资源的个数；若是，则返回至S3；若否，执行S6；S6、计算每一未分配导频的D2D对的潜在导频；S7、从未分配导频的D2D集合中选取受潜在干扰最大的D2D对；S8、将选取的D2D对对应的潜在导频分配给选取的D2D对，并将选取的D2D对添加到已分配导频的D2D对集合中；S9、判断是否所有D2D对都已经分配导频，若否，则返回步骤S6，若是，则完成导频分配。进一步的，所述步骤S2中的潜在干扰的计算公式为：βik=0,i=kln(1+vik2vkk2+vki2vii2),i≠k]]>式中，βik表示D2D对i和D2D对k之间使用相同导频时的潜在干扰，i、k表示D2D对的编号，K表示D2D对的个数，v·*表示D2D对·和D2D对*之间的大尺度衰落系数。进一步的，所述步骤S6中的潜在导频为对D2D对造成潜在干扰最小的导频；其中，D2D对k的潜在导频为编号为nk的导频，式中，N为导频资源的个数，导频矩阵为λi表示分配给D2D对i的导频序列，Λ为已分配导频的D2D对集合。进一步的，所述步骤S7中的受潜在干扰最大的D2D对k′的计算公式为k′=argmaxk∈K\Λ{Σi∈K\Λβik+Σ{i|λi=ωnk}βik}.]]>有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明充分利用缓慢变化的大尺度衰落系数，定义了描述两个D2D对之间相互干扰的参量，使用复杂度较低的算法实现了复用导频情况下D2D用户间的导频分配，可以有效降低导频污染，具有一定的实用性。本发明的核心思想是每次从未分配导频的D2D用户中找到所受潜在干扰最大的D2D对，将对该D2D对造成干扰最小的导频分配给它，直到所有D2D对都分配到导频。本发明实现简单，并且仿真证明其具有良好的性能。附图说明图1是本本实施例涉及的D2D通信系统的场景示意图；图1中，BS为基站，D2D-Tx和D2D-Rx分别表示D2D对x的发射机和接收机，实线箭头表示有用导频信号，虚线箭头表示导频干扰信号；图2是本实施例的流程示意图；图3是本发明提供的导频分配算法(ProposedScheme)、随机分配导频(RPA)以及导频不复用(NPR)的对比图；考虑具有20个D2D对的通信系统，横坐标表示D2D用户可用的导频个数，纵坐标表示每个D2D对的平均速率。具体实施方式本实施例的网络图如图1所示，通信系统中有K个单天线D2D对和一个基站，D2D对集合记作D2D用户复用N个正交导频进行信道估计。所有发射机使用相同的时频资源发送信号。将导频资源的导频矩阵记作导频序列是标准正交向量，也即ΩHΩ＝IN。为减小导频序列的长度，D2D用户复用导频集合{ω1,…,ωN}，N<K。则D2D接收机k接收到的导频信号为其中，pi是D2D发射机i的导频功率；是D2D发射机i到D2D接收机k的信道增益，其中，vik表示大尺度衰落，表示小尺度衰落；λi∈{ω1,…,ωN}表示分配给D2D对i的导频序列；表示加性白噪声。则信道增益gik的MMSE可以表示为其中，表示跟D2D对i使用相同导频序列的D2D集合。将信道估计误差记作则根据MMSE估计的性质可以知道，和相互独立，并且满足其中，εik＝vik-δik为了减小导频污染，最小化D2D链路信道估计的均方误差得到下面优化问题其中，表示导频分配策略。上述优化问题是一个组合优化问题，可以使用穷尽搜索的方法寻找最优解，但穷尽搜索的复杂度随用户数目指数增长。为此采用以下方法进行导频分配。如图2所示，本实施例的用于D2D通信系统的导频复用方法，包括以下步骤：S1、获取所有D2D对之间的大尺度衰落系数其中，v.*表示D2D对·和D2D对*之间的大尺度衰落系数。S2、根据大尺度衰落系数，计算任意两个D2D对之间的潜在干扰。其中，潜在干扰的计算公式为：βik=0,i=kln(1+vik2vkk2+vki2vii2),i≠k]]>式中，βik表示D2D对i和D2D对k之间使用相同导频时的潜在干扰，i、k表示D2D对的编号，S3、从未分配导频的D2D对集合中选取受潜在干扰最大的D2D对k^。其中，S4、从导频资源中选取导频ωm分配给选取的D2D对k^，ωm表示导频资源中第m个导频，m为已分配导频的D2D对的个数；并将选取的D2D对k^添加到已分配导频的D2D对集合Λ中，即λk^＝ωm,Λ＝Λ∪k^。S5、判断已分配导频的D2D对的个数是否小于导频资源的个数N；若是，则返回至S3；若否，执行S6。S6、计算每一未分配导频的D2D对的潜在导频。其中，潜在导频为对D2D对造成潜在干扰最小的导频；具体的，D2D对k的潜在导频为导频矩阵中编号为nk的导频，S7、从未分配导频的D2D集合中选取受潜在干扰最大的D2D对。其中，受潜在干扰最大的D2D对k′的计算公式为k′=argmaxk∈K\Λ{Σi∈K\Λβik+Σ{i|λi=ωnk}βik}.]]>S8、将选取的D2D对对应的潜在导频分配给选取的D2D对，并将选取的D2D对添加到已分配导频的D2D对集合中，即：Λ＝Λ∪k′.。S9、判断是否所有D2D对都已经分配导频，若否，则返回步骤S6，若是，则完成导频分配。对上述方法进行仿真验证，在半径500米的小区中有20个D2D对，路径损耗服从参数为3.7的指数分布，阴影衰落是标准差为8dB的对数正态分布，导频发射功率为20mW。结果如图3所示，可以看出，与随机分配导频相比，本发明提出的方案可以有效提高用户速率；与导频不复用的场景(也即每个D2D对使用不同的导频)相比，本发明提出的方案可以有效减小导频序列的长度，提升频谱效率。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。当前第1页1 2 3