具有直接到装置通信的接入网中的通信方法、以及对应基站、计算机程序产品和信息介质的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电信的领域。在该领域中，本发明特别涉及接入网。
[0002] 电信系统的接入网包括构成终端和接入网之间的接口的接入点。在蜂窝接入网 (有时称为"移动"网络）中，接入点被统称为"基站"。
[0003] 试图设立与目的地的通信的移动终端必须利用基站来标识，并且必须请求由基站 服务。如果基站能向终端分配谱资源，则基站能服务该终端。
[0004] 移动接入网能面临对于通信容量的增加需求，由此导致基站上的负荷增加。当基 站已分配全部其谱资源时，其被完全装载。在已释放其谱资源中的一些之前，基站不再能服 务任何新终端。
【背景技术】
[000引最化已提出山引入接入网内两个终端之间的直接到装置脱D)通信的概念。一 对所谓D2D终端由此通信，而不经由基站传递。该需要两个终端在作为用于提供传输的技 术的函数的某一最大距离内彼此靠近。
[0006] 该样的直接通信对于经由基站建立的通信没有影响。该样的通信生成干扰，并且 更具体地对共享相同谱资源的终端的通信的干扰。
[0007] 该些直接通信使得通信总量能增加超出基站的全负荷，并由此使得可能改进接入 网的谱效率，然而它们能对经由基站中继的通信具有影响，因为它们生成能降低信号对干 扰和噪声比（SINR)并且能由此降低基站所服务的终端的服务质量（QoS)的干扰。
[0008] 由此，基站通过向其覆盖区中所标识的终端分配谱资源来服务它们，该些终端被 称为CUi。假设基站被完全装载，即使等待谱资源的其覆盖范围中的所标识的终端对由基站 标识为等待对D2Dj。
[0009] 为了限制干扰的影响，已知基站能执行的启发式方法[2]。在该启发式方法中，基 站按照它们的递减信道增益的顺序来对所标识的终端C&(即，基站已向其分配谱资 源的终端）的列表进行排序。考虑到该列表中的第一终端CUi，该方法然后搜索终端对D2Dj 来共享第一终端的谱资源。基站在等待对D2Dj.的集合中搜索具有用于干扰链路hU的最小 信道增益的对，当终端CUi向基站传送并且该终端对D2DJ正从该对的另一终端接收传送时， 涉及该干扰链路。如果满足与两个通信关联的最小SINRQoS标准，则基站授权该终端对 D2Dj与第一终端CU1共享谱资源，并且其从等待终端对D2DJ的集合中消除该终端对D2DJ。 该方法对于第二终端抓2重复W上步骤。对于所有等待终端对D2Dj.该样，除非算法在达到 终端CU,的列表的末端时停止。
【发明内容】
[0010] 本发明提出了该样的技术，在保证接入网的基站所服务的终端、和被授权在与所 服务的终端的上行链路共享谱资源的同时直接通信的终端对两者的QoS的同时，使得接入 网的总体数据率最大化。
[0011] 本发明提供了 一种通信方法，由接入网的基站执行用于在该站所标识的终端之间 分配上行链路谱资源。该站已向其分配其全部谱资源的一些该样标识的终端具有经由基站 传递的通信。该些终端CU被称为"被服务的"。该方法包括：
[0012] ?在候选终端和对全部满足它们的相应QoS标准的唯一约束下，通过确定作为与 终端对D2Dj.共享它们的相应谱资源的候选的所服务的终端的集合，来验证作为直接通信的 候选的终端对D2Dj.的准入性。
[0013] 作为有时被称为返回链路的信令信道中交换的数据的结果，基站SB知道哪些终 端在其无线电覆盖区中活动。该些终端被称为"标识的"。一般来说，基站通过恢复由寻求 接入该接入网的任何终端供应的标识符，来标识该些终端。取决于接入网的类型，该标识符 可例如对应于移动台国际订户目录号（MSISDN)，更一般地称为电话号码。基站还知道各个 标识的终端所请求的通信的目的地。基站由此能够（inaposition)检测该样的终端对， 它们位于其覆盖区中并且寻求彼此设立通信，并由此潜在能够实现直接通信，而不经由基 站传递。
[0014] 有利地，该站在符合用于候选终端和终端对两者的QoS标准的同时，确定作为用 于与终端对D2Dj.共享它们的相应谱资源的候选的全部所服务的终端的集合。该QoS标准 可被规定为用于给定数据率的最小SINR值。
[0015] 由此，该方法确定作为与终端对共享它们的相应谱资源的候选的全部所服务的终 端。与现有技术不同，本发明的方法不总是利用导致对于能够共享相同谱资源的终端对所 接收的信号的最小干扰的候选终端，而是确定不管终端对可接收的扰动、满足QoS标准的 候选终端的集合。
[0016] 仅当终端对不管候选终端可引起的扰动满足其QoS标准时、并且仅当基站遵守满 足所服务的终端的QoS标准时，终端能够是该方法中的候选。由此，该方法使得可能当从使 得能实现最佳总体数据率的候选终端的集合选择最佳候选终端时、考虑一个或多个其他标 准，与可忽略所服务的终端之中的更大潜力的某些候选的现有技术不同（更大潜力的候选 是该样的服务的终端CU，在满足考虑的QoS标准的同时，所述服务的终端CU能导致大于指 定的服务的终端CU和考虑的对D2D的组合数据率的、那个所服务的终端和考虑的对D2D的 组合通信数据率）。
[0017] 如果候选终端的集合为空，则不授权终端对D2Dj.直接通信，并且必须等待并更新 其请求，W在稍后时间设立与基站的通信。基站已分配其全部谱资源，该样其不能服务该对 终端，并且在缺少构成用于在符合QoS标准的同时共享其谱资源的候选的至少一个终端的 情况下，其不能授权任何直接通信。
[0018] 当存在作为直接通信的候选的多个终端对D2Dj.时，可对于各个终端对执行准入验 证。验证然后导致与存在的正验证其准入性的终端对一样多的候选终端的集合。
[0019] 在实现中，该方法进一步，对于准入对D2Dj.和对于所述对的集合Rj.的每一终端 CUi，确定与终端CUi和对D2DJ分别关联的传送功率对，使得该传送功率对应于用于终端CUi 和用于对D2Dj.的最大组合数据率。
[0020] 由此，本发明的方法单独处理QoS约束，并且还确定用于候选终端和用于对的功 率电平，W便实现最大组合数据率。该操作使得可能简化达到最佳总体数据率的初始问题， 该最佳总体数据率用于完全装载的基站所服务的通信、w及利用已分配的谱资源的共享而 授权的直接通信。
[0021] 在特定实现中，终端CUi形成集合的一部分，如果其满足W下方程组的话：
[0022]
【主权项】
1. 一种通信方法（I)，由接入网的基站（SB)实现以便在该站所标识的终端（CU, D2D) 之间分配谱资源，该站已向具有经由基站设立的通信的所标识的终端CUi*配其全部谱资 源，所述终端被称为"被服务的"，该方法的特征在于其包括，对于作为直接通信的候选的每 一终端对D2D J: ?在候选终端CUi和对D2D」满足它们的相应QoS标准的唯一约束下，通过确定作为与 对D2D」共享它们的相应谱资源的候选的所服务的终端CU i的集合R」，来验证对D2D」的准入 性，独立于确定对于除了对D2D」之外的作为直接通信的候选的终端的任何其他对D2D」所确 定的终端⑶i的集合R k，来确定该集合Rj。
2. 根据权利要求1的通信方法（1)，进一步包括，对于准入对D2Dj并且对于所述对的 集合&的每一终端⑶i，确定与终端CT i和对D2\_分别关联的传送功率对，从而该传送功率 对使得用于终端CUJP用于对D2^_的数据率之和最大化。
3. 根据权利要求1或权利要求2的通信方法（1)，其中如果终端⑶i满足以下方程组， 则终端CTiB成集合L的一部分：
其中， gj，对D2D」的终端之间的信道增益； gi，B，上行链路上的终端⑶i和基站之间的信道增益； ，从该对D2Dj的发射机到基站的干扰链路的信道增益； Iiij，从终端⑶,到该对D2D」的接收机的干扰链路的信道增益； σ N，每一信道上的加性高斯白噪声的功率； Pmax，终端的最大传送功率； g,min对D2D」所需要的最小SINR级别；和 Cnin终端CUi所需要的最小SINR级别。
4. 根据权利要求1或权利要求2的通信方法（1)，其中如果终端CU 1与终端对D2D」的 接收机终端的距离大于或等于通过以下方程组确定的距离，则终端(^属于集合R』：
其中： hj ,B 是对D2D」的信道增益与从对D2D」的发射机到基站的干扰链路的信道增益之间的增益 因子； gj，对D2Dj的终端之间的信道增益； gi，B，上行链路上的终端⑶i和基站之间的信道增益； ，从该对D2Dj的发射机到基站的干扰链路的信道增益； Iiij，从终端⑶,到该对D2D」的接收机的干扰链路的信道增益； σ N，每一信道上的加性高斯白噪声的功率； Pmax，终端的最大传送功率； 右,min对D2D」所需要的最小SINR级别； Cmin终端CUi所需要的最小SINR级别； α传播衰减；和 K接入网的参数所确定的常数。
5. 根据权利要求2到4的任一个的通信方法（1)，其中与终端CUi和对D2Dj关联的传 送功率对通过以下方程组给出： P P- " , ^ _r· _ r!、 . ?
-3- mo v i f< f (E^,Ef) = log2(l +? + log2(l +是对候选终端⑶占终端对1)20」的相应数 据率求和的函数。
6. 根据权利要求1到5中的任一个的通信方法（1)，其中对于作为直接通信的候选的 多个终端对D2D」重复准入验证。
7. 根据权利要求1到6中的任一个的通信方法（I)，进一步包括确定集合L的多个终 端(^之中的最佳终端，该最佳终端是满足本地数据率改进标准的终端，对于集合\的终端 的本地数据率改进通过首先当那个终端正与那对共享其资源时由那个终端和对D2Dj所分 别获得的数据率之和、与其次当那个终端没有正与那对〇20」共享其资源时由那个终端所获 得的数据率之间的差来确定。
8. 根据与权利要求6组合的权利要求7的通信方法（1)，其中对于所有分离集合来确 定最佳终端。
9. 根据权利要求6到8中的任一个的通信方法（1)，进一步包括动作由非分离集合 联合确定最佳终端，所述最佳终端使得可能借助于权重优化算法实现本地数据率的最大增 加。
10. -种基站（SB)，适于执行根据权利要求1到9中任一个的通信方法。
11. 一种接入网，包括至少一个根据权利要求10的基站。
12. -种数据介质上的计算机程序产品，所述程序包括当所述程序被装载在用于执行 根据权利要求1到9中任一个的通信方法的基站中并由该基站运行时、适于执行该通信方 法的程序指令。
13. -种数据介质，包括程序指令，当所述程序被装载在用于执行根据权利要求1到9 中任一个的通信方法的基站中并由该基站运行时，所述程序指令适于执行该通信方法。
【专利摘要】本发明涉及由接入网的基站实现的用于向终端分配谱资源的通信方法，意图是所述终端之间的直接通信(D2D)，该站已向具有经由其基站建立的通信的所服务的终端(CUi)分配其全部谱资源，所述终端定义终端组(P)。所述用于从传统通信中已使用的资源选择用于D2D通信的谱资源的方法包括：控制作为用于直接通信的候选的终端对D2Dj的准入，包括定义作为与终端对D2Dj共享它们的相应谱资源的候选的所服务的终端CUi的集合(Rj)，唯一约束是由终端CUi和对D2Dj遵守其相应QoS标准。
【IPC分类】H04W28-18, H04W72-04
【公开号】CN104838691
【申请号】CN201380059301
【发明人】J.尤恩-伍
【申请人】奥林奇公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2013年10月8日
【公告号】EP2907339A1, US20150257185, WO2014057209A1