一种丢失覆盖场景中的D2D终端发送功率控制方法与流程

本发明属于移动通信系统领域，涉及一种丢失覆盖场景中的d2d终端发送功率控制方法。

背景技术：

随着通信技术的不断发展，下一代移动通信系统——高级国际移动通信(internationalmobiletelecommunications-advanced，imt-advanced)系统中采用了载波聚合(carrieraggregation,ca)技术、增强的多入多出(multiple-inputmultiple-output,mimo)天线技术、协同多点传输(coordinatedmultiplepoints,comp)技术和中继技术，在原有蜂窝移动通信系统的基础上，进一步提高了系统容量，改善了小区边缘用户的数据速率和用户体验。然而，由于蜂窝通信系统以基站为中心的小区覆盖和业务提供方式本身所存在的局限性，imt-advanced系统仍存在覆盖和容量等方面的问题，研究表明终端直通((device-to-devicecommunication,d2d)技术在节省资源、减小干扰和提升传输效率等多方面有巨大优势，但是在很多方面还需要仔细研究和优化。

现有技术中，d2d用户的资源分配主要是采用复用模式下的资源分配。复用模式又分为复用下行资源和复用上行资源。当d2d链路复用小区终端的上行资源时，系统中存在的干扰为蜂窝用户发送端对d2d接收端接受信号造成的干扰以及d2d的发送端对基站正常接收信号的干扰。当d2d链路复用小区终端下行资源时，小区中存在的干扰包括d2d发送端对本小区cue带来的干扰及基站发射端对d2d接收端接受信号的干扰。d2d用户的资源分配一般会根据实际需要来设计不同的优化目标，如最大化系统的吞吐量，最小化系统的干扰，最小化系统的功率，最大化频谱利用率等，但d2d终端发送功率越大对小区干扰也就越大。

在d2d系统中，直通链路物理信道有直通链路同步信道(简称：slss)，物理层直通公共控制信道(简称：pscch)，物理层直通共享信道(简称：pssch)，和物理层直通发现信道(简称：psdch)。所以d2d系统中，研究d2d终端对小区干扰主要研究slss、pscch、pssch以及psdch物理层到小区基站的干扰，所以在实际工程中，需要对d2d终端发送slss、pscch、pssch以及psdch物理信道功率进行控制。

在目前第三代合作伙伴计划(简称：3gpp)中，根据3gpp技术规范lte-advanced的物理层过程规范(简称：ts36.213)描述。为了降低d2d终端进行直通通信时候对小区基站的影响，对于d2d终端发送直通链路上的各种物理信道发射功率做了规定，具体定义如下：

终端物理直通共享信道(简称：pssch)发送功率如下：

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为0，则pssch在对应帧的发送功率(简称：ppssch)为：

ppssch＝pcmax,pssch

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为1，则pssch在对应帧的发送功率为：

ppssch＝min{pcmax,pssch,10log10(mpssch)+po_pssch,1+αpssch,1·pl}[dbm]

其中：pcmax,pssch表示d2d终端最大发射pssch信道功率，mpssch表示分配给传输

pssch资源的带宽；po_pssch,1和αpssch,1来自小区基站的配置信息，pl则表示终端和小区基站之间的路损。

同样道理参考ts36.213的描述，可以得到物理直通控制信道(简称：pscch)在对应帧的发射功率为：

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为0，则pscch在对应帧的发送功率(简称：ppscch)为：

ppscch＝pcmax,pscch

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为1，则pscch在对应帧的发送功率为：

ppscch＝min{pcmax,pscch,10log10(mpscch)+po_pscch,1+αpscch,1·pl}[dbm]

其中：pcmax,pscch表示d2d终端最大发射pscch信道功率，mpscch表示分配给传输pscch资源的带宽；po_pscch,1和αpscch,1来自小区基站的配置信息，pl则表示终端和小区基站之间的路损。

同样道理参考ts36.213的描述，可以得到物理直通发现信道(简称：psdch)在对应帧的发射功率(简称：ppsdch)为

ppsdch＝min{pcmax,psdch,10log10(mpsdch)+po_psdch,1+αpsdch,1·pl}

其中：pcmax,psdch表示d2d终端最大发射psdch信道功率，mpsdch表示分配给传输psdch资源的带宽；po_psdch,1和αpsdch,1来自小区基站的配置信息，pl则表示终端和小区基站之间的路损。

同样道理参考ts36.213的描述，由于slss是由两条物理信道组成，即主直通链路同步信道(简称：psss)和辅直通链路同步信道(简称：ssss)，在ts36.213中分配给出了两条同步信道的发送功率：

如果在pscch直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为0，则主直通链路同步信道发射功率(简称：ppsss)，辅直通链路同步信道发射功率(简称：pssss)，具体定义如下：

ppsss＝pcmax,psbch

pssss＝pcmax,ssss

否则，

ppsss＝min{pcmax,psbch,10log10(mpsss)+po_psss+αpsss·pl}[dbm],

pssss＝min{pcmax,ssss,10log10(mpsss)+po_psss+αpsss·pl}[dbm],

其中：pcmax,psbch表示d2d终端最大发射psbch信道功率，pcmax,ssss表示d2d终端最大发射ssss信道功率，mpsss表示分配给传输psss资源的带宽；po_psss和αpsss来自小区基站的配置信息，pl则表示终端和小区基站之间的路损。

从上面的公式可以看出，在d2d系统中d2d发送各种d2d直通物理信道，要求在小区基站干扰限制范围内，d2d终端将采用最大功率发送。

但是在实际的d2d使用场景中，两个d2d通信的终端距离存在一定的差别，d2d通信终端相隔距离不是固定的，虽然d2d直通物理信道对小区基站干扰控制满足在可以容忍范围内，但是这种干扰始终是存在的。另外d2d直通终端的功耗和物理信道发射功率成线性增加，相距较小的d2d终端，如果发射功率过大也会影响d2d终端接收性能，因此有必要允许d2d终端在满足小区基站干扰范围条件下，可以采用物理层信道非最大功率发送。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种丢失覆盖场景中的d2d终端发送功率控制方法，该方法在满足d2d终端发送信号对小区基站干扰的条件下，主直通链路同步信号(简称：psss)、辅直通链路同步信号(简称：ssss)和物理直通发现信道(简称：psdch)采用最大功率发送，但是物理直通公共控制信道(简称：pscch)和物理直通共享信道(简称：pssch)则采用满足d2d终端直通通信要求的最小功率发送，降低了d2d直通链路对小区基站的干扰，有利于提高d2d终端用户体验。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种丢失覆盖场景中的d2d终端发送功率控制方法，包括以下步骤：

s1：第一d2d终端首先确定发送psbch物理信道需要的功率，记为ppsbch值，然后将ppsbch、期望收到最小pscch和pssch信号功率值，记为ppscch_rxlevmin和ppssch_rxlevmin编码到psbch数据块中；

s2：第一d2d终端将slss和psbch在固定的时频资源上发送，其中psbch物理信道采用ppsbch功率发送；第二d2d终端首先对第一d2d终端进行slss同步，然后测量psbch物理信道功率，记为rpsbch；第二d2d终端根据ppsbch和rpsbch功率计算出两个d2d终端之间的路损pld；

s3：第二d2d终端解析收到第一d2d终端发送psbch物理信道的数据块，得到第一d2d终端期望收到的最小pscch和pssch信道功率ppscch_rxlevmin和ppssch_rxlevmin参数；

s4：第二d2d终端计算出ppscch和ppssch发射功率；

s5：第二d2d终端使用ppscch和ppssch发射功率发送pscch和pssch信道上的数据。

进一步，所述步骤s4具体包括以下步骤：

s401：将物理直通公共控制信道pscch物理信道发射功率定义为

pd2d_pscch＝10log(mpscch)+ppscch_rxlevmin+pld

其中，ppscch_rxlevmin表示d2d终端接收pscch物理信道最小功率需求，pld表示两个d2d终端之间无线传输路损，mpscch表示分配给传输pscch资源的带宽。

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息tpc为0，则pscch在对应帧的发送功率ppscch为：

ppscch＝min{pcmax,pscch,pd2d_pscch}

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息tpc为1，则pscch在对应帧的发送功率ppscch为：

ppscch＝min{pcmax,pscch,pd2d_pscch,10log10(mpscch)+po_pscch,1+αpscch,1·plc}[dbm]

其中，pcmax,pscch表示d2d终端pscch信道最大发射功率，mpscch示分配给传输pscch资源的带宽；po_pscch,1和αpscch,1来自小区基站的配置信息，plc则表示终端和小区基站之间的路损。

s402：将物理直通共享信道pssch物理信道发射功率定义为

pd2d_pssch＝10log(mpssch)+ppssch_rxlevmin+pld

其中，ppssch_rxlevmin表示d2d终端接收pssch物理信道最小功率需求，pld表示两个d2d终端之间无线传输路损，mpssch表示分配给传输pssch资源的带宽。

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息tpc为0，则pssch在对应帧的发送功率ppssch为：

ppssch＝min{pcmax,pssch,pd2d_pssch}

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息tpc为1，则pssch在对应帧的发送功率ppssch为：

ppssch＝min{pcmax,pssch,pd2d_pssch,10log10(mpssch)+po_pssch,1+αpssch,1·plc}[dbm]

其中：pcmax,pssch表示d2d终端最大发射pssch信道功率，mpssch表示分配给传输pssch资源的带宽；po_pssch,1和αpssch,1来自小区基站的配置信息，plc则表示终端和小区基站之间的路损。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明保留了slss/psbch以及psdch物理信道现有的发送功率控制方法，保证d2d终端能够被其他d2d终端搜索并且解读相关信息。

(2)本发明对pscch和pssch物理信道的功率进行限制，既能够保证两个d2d终端正常通信要求，同时又降低了d2d直通链路对小区基站的干扰。

(3)本发明由于降低了pscch和pssch物理信道的发射功率，节省了d2d终端功耗输出，有利于提高d2d终端用户体验。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为d2d终端确定pscch和pssch物理信道发射功率流程图；

图2为d2d系统中d2d之间通信结构图；

图3为d2d终端生成直通物理链路发射功率流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，本发明具体包括以下步骤：

s1：第一d2d终端首先确定发送psbch物理信道需要的功率，记为ppsbch值，然后将ppsbch、期望收到最小pscch和pssch信号功率值，记为ppscch_rxlevmin和ppssch_rxlevmin编码到psbch数据块中。如图1中1，2步。

s2：第一d2d终端将slss和psbch在固定的时频资源上发送，其中psbch物理信道采用ppsbch功率发送；第二d2d终端首先对第一d2d终端进行slss同步，然后测量psbch物理信道功率，记为rpsbch；第二d2d终端根据ppsbch和rpsbch功率计算出两个d2d终端之间的路损pld。如图1中3，4步。

s3：第二d2d终端解析收到第一d2d终端发送psbch物理信道的数据块，解析得到第一d2d终端期望收到的最小pscch和pssch信道功率ppscch_rxlevmin和ppssch_rxlevmin参数。如图1中5步。

s4：第二d2d终端计算出ppscch和ppssch发射功率。如图1中6步。

s5：第二d2d终端使用ppscch和ppssch发射功率发送pscch和pssch信道上的数据。如图1中7步。

本发明在d2d终端控制pscch和pssch物理信道发射功率的具体实现流程，如图1所示，在d2d系统中存在第一d2d终端和第二d2d终端。第一d2d终端和第二d2d终端之间能够正常通信。在实施例中，也支持第一d2d终端和第二d2d终端处于小区基站信号覆盖范围内或覆盖范围外。

在该实施例中，首先假定第一d2d终端处于发送状态，第二d2d终端处于接收状态，反之处理亦相同。

第二d2d终端控制物理信道发送功率方法，具体如图3所示：

步骤1：第二d2d终端和第一d2d终端进行直通之前，第二d2d终端首先检测第一d2d终端发送的slss信号，并且解读直通链路上psbch的广播信道信息。如图3中1步。

步骤2：根据直通链路上psbch广播的系统消息，解析出第一终端psbch物理信道发送功率，记为ppsbch。然后第二d2d终端将测量第一d2d终端发送psbch的信号功率，记为rpsbch。这两个相差就是psbch物理信道在空中传输的路损，记为pld＝ppsbch-rpsbch。如图3中2，3，4步。

进一步描述，根据3gpp中关于lte-advanced的无线资源控制协议(简称：ts36.331)的定义关于psbch系统消息内容为：

其中，sl_bandwidth表示直通链路带宽；tdd_configsl表示直通链路采用tdd还是fdd模式；directframenumber表示直通链路上承载该psbch数据块的帧号；directsubframenumber表示直通链路上承载该psbch数据块的子帧号。incoverage则表示发送psbch的d2d终端是否处于小区基站覆盖范围。reserved属于保留字段，表示未来扩展使用，总计19比特长度。

在本实施例中，将19比特分成三个部分，分别承载psbch物理层信道发送功率、pscch和pssch最小接收信号功率。

在该实施例中psbch编码，总计7比特表示，单位为dbm，具体定义为：

psbchsignalpowerinteger(-60..30)

最小pscch接收信号功率ppscch_rxlevmin编码，总计6比特表示，单位为dbm，具体定义为：

pscch_rxlevmin_powerinteger(-70..-22)

最小pssch接收信号功率ppssch_rxlevmin编码，总计6比特表示，单位为dbm，具体定义为：

pssch_rxlevmin_powerinteger(-70..-22)

所以在本发明实施例中，d2d终端系统信息块定义为：

步骤3：第二d2d终端从psbch物理信道中解析出第一d2d终端接收pscch和pssch物理信道需要的最小功率ppscch_rxlevmin和ppssch_rxlevmin值。如图3中5步。

步骤4：第二d2d终端根据3gppts36.213的要求，计算出pd2d_psss和pd2d_ssss发射功率值。如图3中6步。具体计算方法如下：

如果在pscch直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为0，则主直通链路同步信道发射功率(简称：ppsss)，辅直通链路同步信道发射功率(简称：pssss)，具体定义如下：

pd2d_psss＝pcmax,psbch

pd2d_ssss＝pcmax,ssss

否则，

pd2d_psss＝min{pcmax,psbch,10log10(mpsss)+po_psss+αpsss·plc}[dbm],

pd2d_ssss＝min{pcmax,ssss,10log10(mpsss)+po_psss+αpsss·plc}[dbm],

其中：pcmax,psbch表示d2d终端最大发射psbch信道功率，pcmax,ssss表示d2d终端最大发射ssss信道功率，mpsss表示分配给传输psss资源的带宽；po_psss和αpsss来自小区基站的配置信息，plc则表示终端和小区基站之间的路损。

步骤5：第二d2d终端根据3gppts36.213的要求，计算出pd2d_pdsch发射功率值。如图3中7步。具体计算方法如下：

pd2d_psdch＝min{pcmax,psdch,10log10(mpsdch)+po_psdch,1+αpsdch,1·plc}

其中：pcmax,psdch表示d2d终端最大发射psdch信道功率，mpsdch表示分配给传输psdch资源的带宽；po_psdch,1和αpsdch,1来自小区基站的配置信息，plc则表示终端和小区基站之间的路损。

步骤6：根据本发明方式计算出ppscch发射功率值，如图2中8步，其中的计算ppscch具体如下：

pd2d_pscch＝10log(mpscch)+ppscch_rxlevmin+pld

其中，ppscch_rxlevmin表示d2d终端接收pscch物理信道最小功率需求，pld表示两个d2d终端之间无线传输路损，mpscch表示分配给传输pscch资源的带宽。

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为0，则pscch在对应帧的发送功率(简称：ppscch)为：

ppscch＝min{pcmax,pscch,pd2d_pscch}

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为1，则pscch在对应帧的发送功率为：

ppscch＝min{pcmax,pscch,pd2d_pscch,10log10(mpscch)+po_pscch,1+αpscch,1·plc}[dbm]

其中：pcmax,pscch表示d2d终端最大发射pscch信道功率，mpscch表示分配给传输pscch资源的带宽；po_pscch,1和αpscch,1来自小区基站的配置信息，plc则表示终端和小区基站之间的路损。

步骤7：根据本发明方式计算出ppssch发射功率值，如图3中9步，其中计算ppssch具体如下：

pd2d_pssch＝10log(mpssch)+ppssch_rxlevmin+pld

其中，ppssch_rxlevmin表示d2d终端接收pssch物理信道最小功率需求，pld表示两个d2d终端之间无线传输路损，mpssch表示分配给传输pssch资源的带宽。

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为0，则pssch在对应帧的发送功率(简称：ppssch)为：

ppssch＝min{pcmax,pssch,pd2d_pssch}

如果在直通链路指派中携带的传输功率控制信息(简称：tpc)为1，则pssch在对应帧的发送功率为：

ppssch＝min{pcmax,pssch,pd2d_pssch,10log10(mpssch)+po_pssch,1+αpssch,1·plc}[dbm]

其中：pcmax,pssch表示d2d终端最大发射pssch信道功率，mpssch表示分配给传输pssch资源的带宽；po_pssch,1和αpssch,1来自小区基站的配置信息，plc则表示终端和小区基站之间的路损。

步骤8：第二d2d终端使用计算得到ppsss，pssss，ppsdch，ppscch，ppssch功率值对应物理信号发射。如图3中10步。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。