[发明专利]IMT-A系统中的D2D多播通信建立与其无线资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涉及IMT-A系统中的D2D多播场景的通信建立与其无线资源分配方法，该方法需要基于传统的第四代移动通信系统4G蜂窝网络，并且需要终端支持，包括终端与基站以及各个终端之间的通信建立过程与基站为通信分配无线资源的过程，属于无线通信传输技术领域。

背景技术

由于传统蜂窝移动通信系统是以基站为中心的，其结构存在有小区覆盖和业务提供方式上的局限性，IMT-A系统仍然存在覆盖和容量等方面的问题。为此，中继（Relay）技术、协同多点传输CoMP（Coordinated Multiple Points）技术、单频网多播通信技术都被相继提出用于提高小区覆盖性能，以增强小区边缘用户体验，拓展高速率多媒体业务等。然而，由于基站及中继站不具有移动性，网络结构和业务支持的灵活性仍然不够。另外，随着多媒体业务的发展，基于本地共享的数据通信业务需求也在不断增加，受制于基站与中继位置的业务转发模式在适应高速率本地共享业务上，存在明显的性能局限。

随着IMT-A系统的深入研究和发展，更多移动通信系统的技术演进及发展都是在未来移动蜂窝网络的范畴下进行的。移动通信系统的演进带来带宽需求的不断加大，造成带宽的分配变得越来越拥挤。由于可用于移动通信的频谱资源十分有限，而可分配到的带宽又满足不了实际系统的需求。

D2D通信技术是是一种在网络系统控制下。允许终端之间通过复用小区资源、且不经过eNB转接而直接进行数据交换或通信的新型通信技术；并且，因其可以重用蜂窝网络用户的资源来实现端到端通信，解决了新一代移动通信高速率业务的共享需求，缓解了频谱资源分配的匮乏问题，也降低了基站的负载。由于D2D通信技术的诸多优势，其吸引了业界越来越多的关注。

由于D2D通信技术需要承载在蜂窝网络上，其首要原则就是不能对原有蜂窝网络产生太大影响，并在此基础上，探索蜂窝网络中可用的无线资源，因此，其对蜂窝网络频谱资源的复用方式只能是underlay模式，也就是次级用户在保证对主用户的干扰受限的前提下使用频谱资源，因此D2D通信技术的研究焦点集中在D2D用户的无线资源分配上。由基站为D2D用户分配合理的授权频带，既能保证D2D通信不会对蜂窝用户产生影响，又要保证D2D用户的QoS需求。此外，随着D2D连接用户数的增加，基站对D2D用户的控制信令也是一笔不菲的开销，因此，D2D通信的连接建立与释放过程也是研究的重点之一。

多播和广播是一种从一个数据源向多个目标传送数据的技术。在传统移动网络中，小区广播业务CBS（Cell Broadcast Service）允许低比特率数据通过小区共享广播信道向所有用户发送。随着Internet的迅猛发展，大量多媒体业务涌现出来，其中一些应用业务要求多个用户能够同时接收相同的数据，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育等等。这些移动多媒体业务与一般的数据传输相比较，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。为了有效地利用移动网络资源，3GPP/GSM全球标准化组织3GPP提出了多媒体多播和广播业务MBMS（Multimedia Broadcast/Multicast Service），在移动网络中提供一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，提高网络资源的利用率，尤其是空口接口资源。

随着D2D通信技术的日益成熟，越来越多的文献开始关注将MBMS与D2D技术相结合，D2D的发送端可以同时与多个D2D接收端进行多播通信，可以作为传统多播边缘用户的补充方法，或者实现本地向多个终端的大速率数据业务发送需求。D2D多播在模式选择、频带选择和干扰控制上都与传统D2D传输具有相似之处。但是，D2D多播头要发送数据给多个信道状况不同的用户，为了保证每个用户的成功接收，相较于传统的D2D传输，D2D多播的发送方势必要使用更大的发送功率。由于D2D多播给所有用户使用的是同一频带和同时发送，如果基站没有分配正交的频带资源，D2D多播就会给复用的蜂窝用户产生更大的干扰，因此，D2D多播频谱资源的选择上将更加苛刻。同时，传统的多播发送只包含下行链路，一般没有上行链路，D2D多播也不会产生数据互传的过程，D2D多播的接收方如果要反馈数据给D2D多播的发送方，需要使用D2D技术实现。

因此，有鉴于D2D多播与传统多播和传统D2D技术的诸多区别和关联，至今还没有一整套完备的技术方案能够非常清晰地将两种传统技术的优势相互结合起来，以便实现使用基站授权频带的D2D链路多播传输。这个课题也就成为业内科技人员关注的焦点。

发明内容