[发明专利]用于设备到设备通信铺设蜂窝网络的功率分配

说明书

一种用于配置设备到设备(D2D)对和蜂窝无线设备的方法和网络节点，该蜂窝无线设备配置成具有与其中驻存蜂窝无线设备的网络小区的服务网络设备的直接链路。方法包括：接收对于D2D对、蜂窝无线设备和至少一个近邻干扰水平的信道状态信息(CSI)数据；确定使D2D对和蜂窝无线设备传输配对的可行性条件；确定对于D2D对和蜂窝无线设备传输的配对的功率分配，该功率分配基于D2D对和蜂窝无线设备传输的总和速率；以及至少部分基于所确定的功率分配来配置D2D对和蜂窝无线设备。

技术领域

本公开涉及设备到设备(D2D)操作、D2D通信、网络覆盖、共存、无线电发射和干扰减轻，并且特别涉及优化遗留蜂窝网络上的D2D铺设(D2D underlay)的容量且具备同时D2D和遗留蜂窝无线设备传输。

背景技术

为了实现高数据速率，在第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)中开发包括演进通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(EUTRA)和EUTRA网络(EUTRAN)的若干技术。此外，本地服务要求促使在LTE高级中开发更新的技术并且被提出用于“5G”实现。

为了提供本地服务，一个方法使用无线局域网(WLAN)的免许可频谱。另一个方法是在协调和规划网络中的许可频带中的数据传输。针对该第二个方法，广泛研究设备到设备(D2D)通信，其中附近用户可以利用重用的蜂窝资源块直接向彼此传送数据。与蜂窝通信的费用相比，D2D通信由于其本地通信性质而可以提供有较少费用。D2D通信提供未协调通信无法提供的许多益处。

使用D2D通信的一些优势可以总结如下：

·整体网络频谱效率可以随着最佳配置而显著提高；

·由于用户接近引起的低延迟和低功耗；

·因为蜂窝用户和D2D对的同时重用资源而提高无线电资源利用；

·使用一个链路用于直接通信来代替对通过基站的通信使用一个上行链路和一个下行链路，这减少资源使用；以及

·将蜂窝业务卸载到D2D业务使回程网络中的拥挤减少，从而有益于网络中的蜂窝现有用户。

对于D2D通信有许多当前和有前景的应用。例如，D2D在美国由于其安全性和可靠性而在基于LTE的公共安全网络中使用。另外，D2D通信对于蜂窝传输不可达的场景是必需的。

在商业网络中，许多社交网络应用需要识别附近用户。接近用户识别通常采用集中方式处理，其中需要用户在服务器中注册他们的位置信息使得位置信息可以在其他用户之中共享，例如在FACEBOOK中。利用D2D，为了接近发现而不再需要位置注册。对于D2D通信的另一个有前景的应用是电子商务，其中附近代理需要高效输送大量私密数据。

D2D通信的一个挑战是对共存蜂窝用户的干扰。对于D2D支持蜂窝网络(a D2Dunderlying cellular network)，因为蜂窝用户和D2D用户共享频率，需要谨慎控制干扰。为了管理对相同小区中蜂窝用户的干扰，提出若干方法，例如限制D2D传输功率、采用固定助推因子和退避因子来调整D2D功率。提出干扰受限区域，其中D2D用户可以共享位于该区域外的那些蜂窝用户的资源。

在实际多小区网络中，小区间干扰(ICI)是在D2D文献中还未解决的挑战。ICI取决于蜂窝和D2D用户所使用的双工方案和在D2D与蜂窝用户之间共享的资源块。重要的是采用智能方式设置蜂窝用户和D2D功率使得相邻小区中的ICI未超出某一需要的上限。

然而，现有技术方案不是没有问题。中继波束形成是简单且高效技术以便利用多个天线接收器所提供的空间分集。找出最佳D2D和蜂窝用户功率的现有技术的算法为单天线而设计。利用接收器波束形成，所接收的SINR在BS处可以显著提高，从而导致整体频谱效率提高。D2D通信可以在相邻小区中引起大的ICI。在文献中没有描述功率分配算法来限制期望小区中的用户所引起的对邻近小区中的用户的ICI。当前已知算法未设计成：