基于群组匹配的终端直通资源分配方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于群组匹配的终端直通资源分配方法，将蜂窝用户与D2D用户或者D2D用户之间按照一定的规则构建成为一个群组，该群组在基站的协调下进行调度，可以更好地对干扰进行协调，从而提高频谱利用率，增加小区吞吐量。本发明减小了D2D用户请求调度、基站分配调度资源等方面的信令开销，控制信令开销的降低也意味着可以有更多的资源用于数据的传输，从而保证了吞吐量的提升。
【专利说明】
基于群组匹配的终端直通资源分配方法
技术领域
[0001]本发明涉及移动通信领域，特别是涉及基于群组匹配的终端直通资源分配方法。
【背景技术】
[0002]提高系统覆盖与容量是頂T-Advanced的重要目标，终端直通(Device-to-Device，简称D2D)技术作为頂T-Advanced后续演进的核心技术，以更加成本有效的方式(低部署成本和低运营成本)来改善覆盖和容量。传统上移动通信系统都采用基站与其所服务的终端间点到点的方式来传输语音和数据，这样就带来了许多问题，如存在覆盖盲区、小区边缘服务质量差、基站负载重、网络部署缺乏灵活性等。这种单一的网络结构已无法适应未来无线应用的要求，设计新的通信方式来弥补传统的蜂窝网络的不足已经是一个趋势。D2D利用基站等蜂窝网基础设施提供的服务和控制，允许用户终端在蜂窝网络中以直通的方式直接通信或者利用邻近终端作为中继从而实现灵活合理的自主与协作通信，是进一步提高网络部署灵活性，扩大覆盖范围，提升网络容量和传输效率，增强系统的鲁棒性，并降低基站和终端功耗的有效方式。LTE-Advanced(简称LTE-A)的第十二版本(Release 12)中，终端直通作为一个新的特性引入并命名为Sidelink传输。
[0003]在LTE-A的D2D实现中，设定采用上行信道资源进行传输，为此定义了一系列的物理信道，其中与资源分配和数据传输相关物理信道有:
[0004]I)物理sidelink共享信道(physical sidelink shared channel，简称PSSCH):该信道用于D2D终端之间的用户数据传输。
[0005]2)物理sidelink控制信道(physical sidelink control channel，简称PSCCH):该信道用于指示PSSCH的资源分配和采用的传输方式，包括D2D数据传输所占据的资源块，使用的调制编码方案，时间提前指示等。
[0006]LTE-A中定义了两种工作方式用于D2D通信时资源的分配:
[0007]I)与蜂窝终端的调度方式基本相同，D2D终端的调度指示也来源于基站，那么具体的步骤为:
[0008]1.D2D终端发送调度请求给基站，并标识这是D2D传输，以区别于该终端作为蜂窝终端时到基站的数据传输。
[0009]i1.基站据此请求，估算D2D终端所需要的资源，并确定采用的调制编码方式，是否跳频传输等诸多传输参数。
[0010]iii.在物理下行控制信道(physical downlink control channel，简称]3DCCH)上将调度信息进行广播，并使用该D2D终端的sidelink无线网络临时标识(SL-RNTI)指示。
[0011]iv.D2D终端接收HXXH上的调度信息，按照要求在PSSCH上进行数据的传输即可。
[0012]2)D2D终端的自主资源选择方式:由基站事先为D2D终端分配一系列周期性出现的资源池用于PSSCH和PSCCH的传输，随后D2D终端自主性地从资源池中选择合适的资源以及适当的传输格式来执行数据的传输。
[0013]针对前述的两种D2D终端的资源分配方法，现有技术主要存在的问题如下。
[0014]方法I是基站将D2D终端也作为蜂窝终端看待，在获取全局信息的基础上执行集中式的资源调度，在不考虑开销的情形下，调度的性能或者说是资源的利用率都是最优的，存在的缺点主要是信令开销太大。
[0015]1)D2D终端需根据自己缓存的数据量，向基站上报资源请求信息，它需要在物理上行控制信道(physical uplink control channel，简称]3UCCH)分配周期性的调度指示(scheduling indicat1n，简称SI)资源或者需要在物理随机接入信道(physical randomaccess channel，简称PRACH)中竞争资源，这样就加大了上行信道的负荷。
[0016]2)基站能够做到较优的调度，需了解收发端之间的信道状态信息(channel stateinformat1n，简称CSI)，例如合适的调制编码方案，采用分集还是复用等多天线的工作方式，这也需要依赖于D2D终端的CSI上报，同样加大了上行信道的负荷。
[0017]3)在上述I)和2)的D2D终端上报信息的过程中，均是终端在执行无线信号发送的操作，由于要驱动功率放大器以及克服路径损耗则需要较大的发射功率(相比较接收的处理而言)，这就意味着更大的电池消耗，同未来移动网络设计的目标背道而驰；
[0018]4)在基站使用PDCCH告知D2D终端的过程中，所占用的资源增加了下行信道的负荷。
[0019]方法2是在基站较为粗放管理下的D2D资源分配方案，基站预先分配资源池，由D2D终端自主性地决定资源的调度和相关的传输参数，这可以降低控制信道的开销，但是D2D终端的自主调度没有进行有效的协调，特别是在LTE这样的单频组网情形下，小区内有蜂窝传输和D2D传输，相邻小区也有蜂窝传输和D2D传输，工作于同一频段下的干扰相互叠加，因而干扰控制的力度不够好，直接造成的结果就是出错概率增大，从而降低吞吐量，进而降低用户的服务感受。
【发明内容】
[0020]发明目的:本发明的目的是提供一种能够增加吞吐量，提高频谱利用率的基于群组匹配的终端直通资源分配方法。
[0021]技术方案:本发明所述的基于群组匹配的终端直通资源分配方法，其特征在于:包括以下步骤:
[0022]S1:拟建立通信的D2D对向基站报告其QoS需求，以及D2D用户之间的路径损耗信息;
[0023]S2:基站基于QoS需求，构造可复用资源的蜂窝用户和/或D2D用户的候选集合；
[0024]S3:基站告知D2D用户在上行子帧中接收信号并估算接收功率的大小以确定在复用资源下潜在的干扰情况；
[0025]S4:D2D用户监视接收到的信号并确定潜在的干扰情况；
[0026]S5:D2D用户将潜在的干扰情况报告给基站；
[0027]S6:基站根据干扰情况作出构造群组的决定:如果两对D2D用户构成群组，则创建一个D2D组RNTI或者沿用一个已经存在的D2D组RNTI;
[0028]S7:如果D2D用户与蜂窝用户构成群组，则将蜂窝用户的C-RNTI告知D2D用户；如果两对D2D用户构成群组，则将新创建的或者沿用的D2D组RNTI告知D2D用户；
[0029]S8:D2D用户保存所通知的RNTI，后续跟进对HXXH中的信息解码，来决定自己的发送机会。
[°03°]进一步，所述步骤SI中的QoS需求包括数据速率和时延方面的需求。
[0031]进一步，所述步骤S4中，如果基站未指定监视的资源块，则D2D用户在整个带宽范围内观察，并记录每一个资源块作为基本单位上的接收功率信息。
[0032]进一步，所述D2D用户采用最小干扰原则或者功耗最佳原则对基站所指定的资源块进行标记。
[0033]有益效果:与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0034]I)本发明将蜂窝用户与D2D用户或者D2D用户之间按照一定的规则构建成为一个群组，该群组在基站的协调下进行调度，可以更好地对干扰进行协调，从而提高频谱利用率，增加小区吞吐量；
[0035]2)本发明减小了 D2D用户请求调度、基站分配调度资源等方面的信令开销，控制信令开销的降低也意味着可以有更多的资源用于数据的传输，从而保证了吞吐量的提升。
【附图说明】
[0036]图1为本发明的蜂窝用户与D2D用户复用资源的示意图；
[0037]图2为本发明的D2D用户之间复用资源的示意图；
[0038]图3为本发明的蜂窝用户与基站之间通信或者D2D用户之间通信使用上行信道资源的不意图；
[0039]图4为本发明方法的流程图。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和【具体实施方式】，对本发明的技术方案作进一步的介绍。
[0041]在单纯的蜂窝用户上行信道通信中，被调度到的蜂窝用户作为发送端，基站作为接收端，各个蜂窝用户所使用的资源在频域上是相互正交的。当引入D2D通信之后，为了提高小区的吞吐量，在保证足够的隔离度的前提下，可以考虑D2D通信共用蜂窝用户上行传输的资源，如图1所示；也可以让D2D通信之间进行资源的共享，如图2所示。具体到LTE-A的资源分配体系中，这种资源的共享就是指复用同一时频资源块，如图3所示。
[0042]本发明提供的基于群组匹配的终端直通资源分配方法，如图4所示，步骤如下:
[0043]S1:拟建立通信的D2D已经通过物理sidelink发现信道(physical sidelinkdiscovery channel，简称PSDCH)发现彼此，并对向基站报告其QoS需求，以及D2D用户之间的信道状况、路径损耗信息;QoS需求包括数据速率和时延方面的需求；
[0044]S2:基站根据QoS需求以及D2D用户之间的信道状况，再加上D2D用户在初始接入网络的能力协商中已经获知的D2D终端的能力，如最大发射功率以及在过去一段时间内蜂窝用户是否具有低移动性，来选择潜在的可与此D2D用户配对的蜂窝用户或其他D2D用户，从而构造可复用资源的蜂窝用户和/或D2D用户的候选集合；
[0045]S3:基站告知D2D用户在上行子帧(亦可进一步指定在哪些资源块上)进行上行信道资源的监视，要求用户根据接收的信号强度来确定在复用资源下的潜在干扰情况；
[0046]S4:D2D用户监视接收到的信号并确定潜在的干扰情况;如果基站未指定监视的资源块，则D2D用户在整个带宽范围内观察，并记录每一个资源块作为基本单位上的接收功率信息;D2D用户采用最小干扰原则或者功耗最佳原则对基站所指定的资源块进行标记;标记可以视需要进行二元或多元编码，指示出可接受/不可接受或具体的度量等级；
[0047]S5:D2D用户将潜在的干扰情况报告给基站；
[0048]S6:基站根据干扰情况作出构造群组的决定:如果两对D2D用户构成群组，则创建一个D2D组RNTI或者沿用一个已经存在的D2D组RNTI;
[0049]S7:如果D2D用户与蜂窝用户构成群组，则将蜂窝用户的C-RNTI告知D2D用户；如果两对D2D用户构成群组，则将新创建的或者沿用的D2D组RNTI告知D2D用户；
[0050]S8:D2D用户在获取所绑定的RNTI信息之后，只需在下行链路上监视H)CCH，如果有与之构成群组的C-RNTI或者D2D组RNTI标记出现，就知道基站允许自己可以复用所指定的频谱资源以及允许的发射功率，至于具体的调制编码方案以及多天线的参数配置等，可以基于之前该D2D的发射端与接收端之间的协调获得。
【主权项】
1.基于群组匹配的终端直通资源分配方法，其特征在于:包括以下步骤: S1:拟建立通信的D2D对向基站报告其QoS需求，以及D2D用户之间的路径损耗信息； S2:基站基于QoS需求，构造可复用资源的蜂窝用户和/或D2D用户的候选集合； S3:基站告知D2D用户在上行子帧中接收信号并估算接收功率的大小以确定在复用资源下潜在的干扰情况； S4:D2D用户监视接收到的信号并确定潜在的干扰情况； S5:D2D用户将潜在的干扰情况报告给基站； S6:基站根据干扰情况作出构造群组的决定:如果两对D2D用户构成群组，则创建一个D2D组RNTI或者沿用一个已经存在的D2D组RNTI; S7:如果D2D用户与蜂窝用户构成群组，则将蜂窝用户的C-RNTI告知D2D用户；如果两对D2D用户构成群组，则将新创建的或者沿用的D2D组RNTI告知D2D用户； S8: D2D用户保存所通知的RNTI，后续跟进对I3DCCH中的信息解码，来决定自己的发送机会。2.根据权利要求1所述的基于群组匹配的终端直通资源分配方法，其特征在于:所述步骤SI中的QoS需求包括数据速率和时延方面的需求。3.根据权利要求1所述的基于群组匹配的终端直通资源分配方法，其特征在于:所述步骤S4中，如果基站未指定监视的资源块，则D2D用户在整个带宽范围内观察，并记录每一个资源块作为基本单位上的接收功率信息。4.根据权利要求3所述的基于群组匹配的终端直通资源分配方法，其特征在于:所述D2D用户采用最小干扰原则或者功耗最佳原则对基站所指定的资源块进行标记。
【文档编号】H04W72/12GK105979527SQ201610284005
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】郑武
【申请人】金陵科技学院