[发明专利]多运营商网络系统中基于D2D通信的上行干扰协调方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种支持终端直通D2D（Device-to-device）通信在多运营商网络系统中的通信方法，确切地说，涉及一种多运营商网络系统中基于D2D通信的上行干扰协调方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

在同一区域中，通常有多个运营商部署不同架构的网络，以提供用户选择相应的通信服务。网络中的终端可通过两种不同的模式进行通信：蜂窝通信模式和D2D通信模式。在蜂窝通信模式下，终端通过基站BS（BaseSation）与另一用户通信。而在D2D通信模式下，终端直接与另一终端通信而无中央控制。蜂窝模式通信的主要优势是：存在中央控制，易于控制资源分配和干扰。然而这种模式的显著缺陷是：无法完全获取资源配置信息；特别是其它运营商的资源配置信息，导致运营商之间产生相互干扰，以及资源利用率较低。

为了实现更高的吞吐率，在多运营商的网络系统中，应用包含蜂窝与D2D模式在内的混合通信模式。在该场景中，每个终端可在必要时选择一种通信模式。参见图1所示的非协调多运营商网络共存的应用系统中，其关键是资源分配和干扰协调方案。本发明是给出一种在多运营商网络系统中的干扰协调方案。

相关的现有技术有许多种，第一种技术方案是：在第三代合作伙伴计划3GPP（The3rd Generation Partnership Project）标准规范36.101中，邻道选择性ACS（Adjacent channel selectivity）被用作衡量接收机对邻道信号的抑制能力。基站在上行接收时应满足ACS的最小要求。

在3GPP标准规范36.104中，邻道泄露比ACLR（Adjacent Channel Leakage Ratio）被用作限制发送端的功率泄漏。无论发送端为何种类型，都必须满足最低ACLR要求。对于上行链路，可认为邻道干扰比ACIR（Adjacent Channel Interference Ratio）是由用户的ACLR决定的。

在3GPP标准规范36.942中，给出这类非协调多运营商的应用场景，并提供相应的仿真结果。当工作在相邻信道的网络系统产生干扰时，用于衡量受干扰网络系统性能下降的指标分别是：全球陆地无线接入UTRA（Universal Terrestrial Radio Access）系统的容量损耗，以及演进的全球陆地无线接入系统E-UTRA（Evolved Universal Terrestrial Radio Access）的吞吐量损耗，该两者均依赖于ACIR。从仿真结果可发现：在某些场景下ACIR在抑制此类性能损耗方面表现良好。

然而，当UTRA网络受到干扰时，可观察到明显的容量损耗。此外，标准36.942中的仿真结果是基于宏蜂窝网络；而在多运营商网络应用场景中，往往采用分层网络。当另一个运营商部署一个微蜂窝网络（或微微蜂窝、毫微微蜂窝网络）时，路损的差异使得干扰用户的信号发送功率远大于受干扰用户的功率，即使采用ACIR，吞吐量损耗也会较大。因此ACIR在解决该类运营商之间的干扰问题方面，并非是切实有效的技术方案。

第二种技术方案是：无线网络中数据包调度机制是基于干扰随机化的策略。然而，资源调度决策依赖于长时间的平均接收功率，而运营商间的干扰可能会在调度到用户设备UE（User Equipment）的时刻突然出现。因此，长时间的平均接收功率无法捕获瞬时的运营商间干扰，将导致低效的资源调度。

此外，数据包调度机制的策略是通过规定一系列对于子载波的伪随机排列规则将用户的数据扩展到整个带宽上，将干扰随机化。当运营商间的强干扰出现于受干扰频段一段时间后，一部分受干扰频段因其受干扰严重不适于用户传输。因此无法通过在分散的子载波上传输用户数据来实现干扰随机化。

第三种技术方案是：可使用更大的保护带宽，但这将明显降低频谱利用率。

因此，在非协调多运营商网络共存的系统场景中，由于不同的运营商在同一区域内分别独立部署基站，难以获得其它运营商基站的工作频带，以及其用户的资源配置信息。最坏情况下，某一运营商的基站位于另一运营商网络覆盖的边缘（如图2所示，其中的BS1和BS2分别隶属于不同的运营商）。

参见图3，考虑到运营商1和运营商2占用的频率资源相邻近。如果UE1位于BS1的覆盖边缘，且UE2的上行资源与UE1的资源相邻（如图3所示），UE2的上行信号将受到来自UE1上行信号的运营商之间的干扰。此时，BS2接收到的来自UE1的上行信号与UE1的ACLR以及BS2的ACS有关，此时邻道干扰比ACLR的计算公式为：