D2d通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法

D2d通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法，D2D通信系统中的终端包括蜂窝网络移动终端CUE和D2D移动终端，所述方法包括以下步骤：当新D2D移动终端对欲接入到网络，对当前小区中的CUE和其它D2D移动终端的发射功率进行调整，若有移动终端超过其最大额定功率则禁止该新D2D终端对接入网络；当没有新D2D终端对接入网络时，随着移动终端位置的移动及时间的变化，对终端的发射功率进行调整，若有终端超过其额定功率则选取最大发射功率的D2D移动终端踢出网络；当D2D移动终端对离开网络，对小区中的CUE和其它D2D移动终端的发射功率进行调整。本发明的方法能有效提高融合网络容量，其性能优越，且易于实现。
【专利说明】D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及异构融合网络领域,具体涉及一种Device-to-Device (D2D)通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法。
【背景技术】
[0002]D2D通信是一种在系统的控制下，允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术。D2D能显著提高蜂窝通信系统频谱效率，降低终端发射功率，在一定程度上缓解了无线通信系统频谱资源匮乏的问题。目前，随着社交网络的迅速发展，朋友间近距离数据共享等应用的流行使得人们对了解附近感兴趣的事物并与之通信的需求逐渐增加。同时，在智能家居、安全监控等应用中，网关和传感器之间需要一种能够使距离较近的设备之间直接进行通信的技术手段。此外，在某些网络覆盖较差的地方，利用附近的手机终端进行协作中继保持与基站的通信，也是一种基于位置的通信手段。
[0003]D2D通信系统指D2D技术应用于蜂窝网系统，以提高资源利用率和网络容量。其中，每一个D2D通信链路占用与一个蜂窝网系统通信链路相等的资源。D2D通信将在基站的控制下获得通信所需的频谱资源和传输功率。但是，在与蜂窝网络共享无线资源的同时，也会产生复用小区频谱资源所带来的干扰问题，D2D通信复用上行链路资源时，基站受到D2D通信的干扰，D2D通信复用下行链路资源时，下行链路的用户受到D2D通信的干扰。
[0004]呼叫允许接入控制和功率控制是无线通信系统中的一种重要的资源管理功能，也是D2D通信系统中的重要功能和关键特性。呼叫允许接入控制和功率控制可以认为是无线通信中最复杂和最重要的过程之一。
[0005]D2D通信系统的呼叫接入控制在资源管理中扮演着一个非常重要的角色。呼叫接入控制方法要充分考虑无线网络的资源情况。呼叫接入控制会按照一定的准则，对意图接入网络的移动终端进行判断，如果满足条件则允许接入到网络，不满足条件则禁止接入到网络中。对于D2D通信系统的呼叫接入控制来说，接入准则需要考虑更多的因素，包括不同网络所能提供的最大的容量、移动终端的位置和用户所需的业务类型等。
[0006]功率控制是无线通信系统中的关键技术之一。为使小区内所有移动终端到达基站时的信号电平基本维持在相当水平、通信质量维持在一个可接收水平，对移动终端的发射功率进行控制，从而保证基站端从每个移动终端接收到的接收功率保持最小，既能符合每个移动终端的通信要求，同时又避免对其它移动终端产生不必要的干扰，从而使系统容量最大化。当移动终端在小区内移动时，它的发射功率需要不断变化:当它靠近基站时，需要降低发射功率，减少对其它移动终端的干扰，当它远离基站时，则需要增加发射功率，克服增加的路径衰耗。
[0007]对于异构融合网络D2D通信系统来说，资源分配更加复杂，涉及多个网络之间的竞争与合作。同时，从全局资源优化的角度也需要多种资源管理方法之间紧密联系。
[0008]因此，对于D2D通信系统来说，需要一种联合呼叫允许接入控制和功率控制方法以提闻其系统性能。
【发明内容】

[0009]发明目的:本发明的目的是针对D2D通信系统的呼叫允许控制和功率控制问题，提供一种D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法提高D2D通信系统性能。
[0010]技术方案:为实现上述发明目的，本发明D2D通信系统中的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法可采用如下技术方案:
[0011]一种D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法，D2D通信系统的终端包括蜂窝网络移动终端和D2D移动终端，其中D2D移动终端都以成对形式存在，包括以下符号与参数:
[0012]CUE:蜂窝网络移动终端；
[0013]DUE:D2D 移动终端；
[0014]DTUE:D2D移动终端对中的发射移动终端；
[0015]DRUE:D2D移动终端对中的接收移动终端；
[0016]QoS:服务质量；
[0017]SINR:信号干扰噪声比；
[0018]M:小区内D2D移动终端对的数量；
[0019]β。:满足一定QoS下CUE所需的最小SINR ；
[0020]Ki = I…Μ):满足一定QoS下DRUE i所需的最小SINR ；
[0021]Pt。:CUE的发射功率；
[0022]Pti (i = I …M):DTUE i 的发射功率；
[0023]g0:CUE与基站之间的路径损耗；
[0024]gj:DTUE i与基站之间的路径损耗；
[0025]g0；i:CUE与DRUE i之间的路径损耗；
[0026]gk i (k = I…M):DTUE k与DRUE i之间的路径损耗；
[0027]Ii:DTUE i与DRUE i之间的路径损耗；
[0028]N。:噪声功率；
[0029]:当新D2D移动终端对接入网络时，CUE发射功率的增量；
[0030]A'；:当新D2D移动终端对接入网络时，DTUE i发射功率的增量；
[0031]Ptnew:当新D2D移动终端对接入网络时，新D2D移动终端对的DTUE的发射功率；
[0032]gnew:当新D2D移动终端对接入网络时，新D2D移动终端对的DTUE与基站之间的路径损耗；
[0033]gnew；1:当新D2D移动终端对接入网络时，新D2D移动终端对的DTUE与DRUE i (i =I…M)之间的路径损耗；
[0034]Inew:当新D2D移动终端对接入网络时，新D2D移动终端对中的DTUE和DRUE之间的路径损耗；
[0035]g0；new:当新D2D移动终端对接入网络时，CUE与新D2D移动终端对的DRUE之间的路径损耗；
[0036]gk；new:当新D2D移动终端对接入网络时，DTUE k(k = 1...Μ)与新D2D移动终端对的DRUE之间的路径损耗；
[0037]β new:当新D2D移动终端对接入网络时，满足一定QoS下新D2D移动终端对的DRUE所需的最小SINR ；
[0038]Δ0:无新的D2D移动终端对接入网络时，CUE发射功率的增量；
[0039]Δ 1:无新的D2D移动终端对接入网络时，DTUE i发射功率的增量；
[0040]:一对D2D移动终端离开网络时，CUE发射功率的增量；
[0041]Af:一对D2D移动终端离开网络时，DTUE i发射功率的增量；
[0042]所述方法包括以下步骤:
[0043](I)当新D2D移动终端对欲接入到网络时，为保证通信质量，CUE和所有的DTUE必须增加它们的发射功率来克服因为新D2D移动终端对接入网络而引入的额外干扰。首先假设该新D2D移动终端对成功接入网络，计算出当前小区中的蜂窝网络移动终端和其它D2D移动终端的发射功率的增量，对当前小区中的蜂窝网络移动终端和其它D2D移动终端的发射功率进行调整，并计算出该新D2D移动终端的发射功率，然后判断当前小区中的移动终端和新D2D移动终端中是否有移动终端的发射功率超过其额定功率，若有则禁止该新D2D移动终端对接入网络，否则允许该新D2D移动终端对接入网络。
[0044]其中，CUE的发射功率增量的计算公式为:
[0045]K = fi0P(neWgneJg0
[0046]DTUE i的发射功率增量的计算公式为:
[0047]Δni = βiPtnewgnew.i/li
[0048]新D2D移动终端对的DTUE的发射功率的计算公式为:
【权利要求】
1.一种D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法，所述D2D通信系统中的终端包括蜂窝网络移动终端CUE和D2D移动终端DUE，其中D2D移动终端都以成对形式存在，包括发射移动终端DTUE和接收移动终端DRUE，其特征在于，所述方法包括以下步骤: (1)当新D2D移动终端对欲接入到网络时，首先假设该新D2D移动终端对成功接入网络，计算出当前小区中的蜂窝网络移动终端和其它D2D移动终端的发射功率的增量，对当前小区中的蜂窝网络移动终端和其它D2D移动终端的发射功率进行调整，并计算出该新D2D移动终端的发射功率，然后判断当前小区中的移动终端和新D2D移动终端中是否有移动终端的发射功率超过其额定功率，若有则禁止该新D2D移动终端对接入网络，否则允许该新D2D移动终端对接入网络； (2)当没有新的D2D终端对接入网络时，随着移动终端位置的移动及时间的变化，计算出当前小区中的蜂窝网络移动终端和D2D移动终端的发射功率的增量，对移动终端的发射功率进行调整，若有移动终端的发射功率超过其额定功率则选取最大发射功率的D2D移动终端对踢出网络，踢出网络后其它移动终端功率的调整过程见步骤(3)； (3)当一对D2D移动终端对离开网络时，计算当前小区中的蜂窝网络移动终端和其它D2D移动终端的发射功率的增量，对当前小区中的蜂窝网络移动终端和其它D2D移动终端的发射功率进行调整。
2.根据权利要求1所述的D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法，其特征在于: 所述步骤(1)中的蜂窝网络移动终端的发射功率的增量的计算公式为:

3.根据权利要求1所述的D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法，其特征在于， 所述步骤(2)中的蜂窝网络移动终端的发射功率的增量的计算公式为:

4.根据权利要求1所述的D2D通信系统的联合呼叫允许接入控制和功率控制方法，其特征在于: 所述步骤(3)中的蜂窝网络移动终端的发射功率的增量的计算公式为: 其它D2D移动终端对的DTUE发射功率的增量的计算公式为: Af 二-PiPtjg" 111上述公式中，1:小区内D2D移动终端对的序号；j:离开D2D移动终端对的序号；Δο:当一对D2D移动终端离开网络时，CUE发射功率的增量；Af:当一对D2D移动终端离开网络时，DTUE i发射功率的增量；β ^:满足一定服务质量下CUE所需的最小信号干扰噪声比；β 1:满足一定服务质量下DRUE i所需的最小信号干扰噪声比；Ptj:离开的D2D移动终端对中的DTUE的发射功率；g0:CUE与基站之间的路径损耗；gj:离开的D2D移动终端对中的DTUE与基站之间的路径损耗；gJ;1:离开的D2D移动终端对中的DTUE与DRUE i之间的路径损耗，其中j古i ;Ii =DTUE i与DRUE i之 间的路径损耗。
【文档编号】H04W52/24GK104023373SQ201410277366
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】李旭杰, 孙磊, 孙颖, 李建霓, 顾燕, 郭洁, 居美艳 申请人:河海大学