[发明专利]一种蜂窝网络下基于业务内容相关度的直连通信用户对配对方法

说明书

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种蜂窝网络基于业务内容相关度的直连通信用户对配对方法。

背景技术

为了提高蜂窝网络中资源利用率，缓解网络中某些区域负载过重等问题，蜂窝网络中的直连通信(也称为：D2D/P2P/M2M，Device-to-Device，Peer-to-Peer，Machine-to-Machine)成为发展热点。采用直连通信方式的用户直接与网络中的其他终端设备进行通信，传递或者获取有用的信息，而不通过基站转接。这可以在很大程度上减轻基站端的负载，并提高系统资源利用率。但如何寻找可以进行D2D通信的D2D用户对就成为一个问题。

在现有的有关蜂窝网络下D2D的研究中，大都假设系统中已经存在连接好的D2D用户对，而研究方向主要是在假设已存在D2D用户对的场景下进行干扰管理和资源优化，很少关注如何选择可以建立D2D连接的用户对，即进行D2D配对，而这个其实是D2D性能研究的一个前提。为了更好地解决D2D连接建立问题，本发明提出了一种基于业务内容相关度的D2D用户对选择方法，从上层研究建立D2D连接的条件。通过综合考虑上层的业务内容、用户之间的物理信道条件，如用户之间的距离等，来更好地解决如何建立D2D连接这一关键问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种蜂窝网络下基于业务内容相关度的D2D用户配对方法，解决建立D2D连接的充分条件，即存在业务上的供求关系。具体步骤包括：

步骤一：用户进行本地搜索。有业务需求的用户设备(请求用户)优先以系统设定的探测功率向周围用户广播业务请求索引信息或者单独向已知的包含所需业务的用户设备发送连接请求(类似蓝牙)。如果在限定的时间内存在用户设备对该广播信号正确响应(响应用户)，则本地搜索成功，该请求用户可以选择最优的响应用户拟建立D2D连接，并向基站发送D2D连接信息，并等待基站分配资源，D2D连接建立过程结束。

其中，业务请求索引信息是能表征用户业务请求的关键信息元素，类似于关键字。为了减小干扰，设定的探测功率一般较小。D2D连接信息包括建立D2D连接的用户ID、信道质量等。用户对广播信息进行响应的条件是该用户含有请求用户所需的业务，并且有能力(未处于繁忙状态)作为业务提供者，而正确响应的情况是响应用户正确解调出请求用户发送的业务请求。请求用户选择最优的响应用户的原则可以是响应速度最快的用户等。本地搜索成功包含以下两种情况：

第一种情况是请求用户未知哪些用户包含它所需信息，即通过广播信道广播其业务请求索引信息。如果广播域内存在其他用户包含请求用户的所需信息并同意建立D2D连接，则由响应用户向请求用户发送响应信号。请求用户会选择最先到达的响应信号所对应的响应用户作为D2D连接建立对象；

第二种情况是请求用户已知哪些(个)用户包含它所需信息，则请求用户直接向对应的用户发送连接建立请求。如果这些用户中存在愿与请求用户建立D2D连接的响应用户，则D2D连接建立成功。

步骤二：用户报告业务请求。所有未能通过本地搜索建立D2D连接的用户，在特定的时隙或者频带上向服务基站发送业务请求索引信息。基站根据每个请求用户的索引信息从本地业务流存储器中正确还原出各请求用户实际需要的业务流。

其中，基站侧的本地业务流存储器中备份着网络中所有用户存储的业务流信息，以及部分没有在用户端存储的业务流信息。这些没有在用户端存储的信息在需要的时候只能由基站直接向用户提供。

步骤三：基站为请求用户选择响应用户。对于某特定的请求用户，基站将步骤二中还原出的对应业务流与网络中所有用户备份在基站端的业务流之间的相关度，按系统设定的原则选择可以为请求用户提供业务的响应用户集合。如果存在这样的响应用户，则D2D配对成功，由基站向D2D用户对发送D2D链路信息，并分配资源；如果不存在这样的响应用户，则D2D配对失败，由基站直接向请求用户发送资源(蜂窝用户模式)。

其中，业务流之间的相关度是对业务流之间相似度的一种度量，衡量响应用户中存储的业务流能够为请求用户提供多少所需的信息量。计算方法如下：