[发明专利]蜂窝与D2D混合网络中终端直通通信的干扰控制协调方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝与终端直通D2D（Device-to-Device）混合网络中终端直通通信的干扰控制协调方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

目前的无线通信网络主要分为两种：蜂窝网络和Ad-hoc（点对点）网络。这两种网络的通信特点是：在蜂窝网络中，用户终端UE（User Equipment）通过基站和其它UE进行通信。而在Ad-hoc网络中，UE间通过直连（或借助中继）直接通信。在蜂窝模式中，由于基站eNodeB（Evolved Node B）集中控制UE之间的传输，基站可以方便地管理与控制网络的无线资源和干扰，但是，其显著缺点是不能有效利用无线资源。例如：两个距离很近的UE通过蜂窝模式进行通信时，所使用的无线资源是D2D模式的两倍。

因此，为了获得更高的系统吞吐量，将来的无线网络可能由蜂窝网络和Ad-hoc网络两种结构共存组成。

参见图1，介绍一种蜂窝与D2D的混合网络参考模型。其中，UE既可以蜂窝模式工作，将数据通过基站发给其他UE，也可以采用D2D模式将数据发给其他UE。与单一结构的蜂窝网络相比，这种混合网络可以获得更好的系统性能。这种方式也是第三代合作伙伴计划3GPP（3^th Generation Partnership Project）中的长期演进升级LTE-Advanced（Long Term Evolution-Advanced）规划有关提高系统性能的热点话题。

考虑D2D通信复用蜂窝系统上行频谱资源的场景。如何为D2D通信选取合适的频谱复用资源，从而避免D2D UE对于蜂窝上行通信的干扰是一个关键的问题。下面介绍现有技术的几种解决方案：

第一种方案是基站集中控制式D2D通信：这种方案中，D2D通信资源由基站进行分配，因此，D2D通信对蜂窝上行通信的干扰可以得到严格的控制。该方案的主要问题是：由于基站控制整个D2D通信流程，所有与D2D通信相关的包括资源分配、干扰控制协调的信令都由蜂窝网络无线资源承载，这将影响蜂窝通信的吞吐率和容量。若大量D2D UE同时传输数据，则会造成信令开销过大。

第二种方案是D2D UE自主地基于上行传输资源块RB（Resource Block）进行干扰控制协调。其基本思想是：基站对各上行传输资源块计算干扰限，并定时对该干扰限进行更新，然后将所有资源块的干扰限形成预期干扰表，并下发至D2D UE，供D2D UE据此进行无线资源管理RRM（Radio Resource Manager）决策，确定复用的资源和发送功率等传输参数，以避免对蜂窝上行造成强干扰。

该方案存在的问题是：LTE-Advanced中的资源分配调度存在快速变化的特点，即UE分配到的资源是快速变化的。然而，干扰情况的统计是基于各个上行传输资源块进行的，因此，该方案实际统计的干扰情况的变化会非常大，有可能当基站将干扰表下发至D2D UE时，实际的干扰情况已经发生了很大变化，这并不利于D2D UE进行无线资源管理决策。

因此，在D2D与蜂窝网络构成的混合网络中，考虑到D2D通信需要复用蜂窝系统的上行传输频谱资源，如何为D2D通信选取合适的频谱复用资源，以避免D2D UE对于蜂窝上行通信的干扰就是本发明需要解决的问题。

参见图2，介绍D2D通信对于蜂窝上行通信的干扰示意情况：UE均采用全向天线，如果D2D发送终端D2DTx（D2D Transmitter）复用蜂窝终端CeUE（Cellular UE）的上行传输资源，将会对其上行传输造成干扰。在图2中，CeUE2处于小区边缘地带，因此能够承受的干扰较低。如果D2DTx采用复用CeUE2的上行传输资源进行发送，则会使CeUE2的传输遭受严重干扰而无法正常通信。而CeUE1距离基站较近，其干扰承受度、即干扰余量较高，如果D2DTx复用CeUE1的资源，就不会对其上行传输造成较大的影响。因此在合理控制D2DTx发送功率的前提下，应该指导D2DTx尽量先复用CeUE1的上行传输资源进行D2D传输。

在上述D2D与蜂窝混合网络的场景中，最大的挑战来自于控制和协调D2DTx与被复用资源的CeUE相互之间的干扰，而来自D2D发射机的干扰更加复杂。如果没有网络辅助，D2D很难获知不同RB上可容忍的干扰余量，以及多个并发的D2D链路造成的累积干扰。

发明内容