[发明专利]D2D异构无线通信网络中基于时间反演的抗干扰方法

说明书

本发明涉及D2D异构无线通信网络中基于时间反演的抗干扰方法，所述方法包括利用时间反演镜分别对蜂窝用户和D2D用户执行信道签名，并获得相应的信干噪比；继而采用启发式算法为蜂窝用户设置蜂窝用户信干噪比门限和为D2D用户设置D2D用户信干噪比门限；根据功率分配的规划目标及蜂窝用户和D2D用户信干噪比门限约束条件，利用KKT条件分配最小化蜂窝用户和D2D用户总功率。本发明既保证了蜂窝用户正常通信，又将D2D用户间的干扰最小化，提高了频谱利用率，保证了蜂窝用户和D2D用户的服务质量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及端到端(Device-to-Device，D2D)异构无线通信网络中基于时间反演的抗干扰方法。

背景技术

随着各种移动通信系统的演进，如高级长期演进系统(Long Term Evolution-Advanced，LTE-Advanced)和全球微波互联接入(Worldwide Interoperability forMicrowave Access，WiMAX)等，人们对带宽的需求呈现爆炸式增大，导致无线频谱资源日益紧缺。为增加可用频谱资源，商用移动通信的频段逐步向高频发展，虽然可用带宽增多，但高频同样带来许多问题，如空间损耗及路径损耗变大，绕射能力降低，覆盖范围相对较小等。根据工信部相关资料显示，共有162MHz的频谱资源用于第二代(the 2^nd Generation，2G)移动通信系统，第三代(the 3^rd Generation，3G)移动通信系统用了335MHz，而时分LTE(Time Division-LTE，TD-LTE)系统则使用了210MHz，预计到2020年，中国城区国际移动通信(International Mobile Telecommunication，IMT)的频谱资源需求为1864MHz，而用于IMT的频谱缺口将达1177MHz。目前可分配的带宽资源已经满足不了日益膨胀的通信系统的发展需求，如何充分利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，已经成为研究的热点问题。

为满足用户的高质量、高速率通信需求，高效率、低能耗的D2D通信技术应运而生。D2D作为下一代蜂窝通信的关键技术，其工作原理是终端复用蜂窝用户的链路的资源，而非通过基站直接进行数据传输，但引入D2D给原本的网络带来了一系列新的干扰问题。由于D2D用户与蜂窝用户共享频谱，D2D通信必然受到蜂窝用户的干扰，蜂窝通信同样受到D2D的干扰，即引起异构网络的跨层干扰；同时D2D用户也会对相邻D2D用户造成强烈的干扰，即异构网络的同层干扰。如何有效抑制乃至消除这些干扰已然引起人们越来越多的关注，而如何利用现有的通信技术使系统获得更高的抗干扰能力是业内一直关注的重点之一。

目前相关文献已经提出了一些用于减小D2D异构无线通信网络中同层干扰和跨层干扰的方法，其中集中式资源分配算法采用功率控制，不同通信模式的D2D用户定义不同的频谱利用率门限，可有效解决D2D异构网络中干扰问题。另外，相关研究人员提出一种在D2D异构无线网络中采用大规模多输入多输出(Massive Multiple-Input Multiple-Output，Massive MIMO)技术分别在理想信道状态信息(Channel State Information，CSI)和非理想CSI条件下提升系统容量和系统性能。

发明人发现，在现有技术中，集中式资源分配算法随着用户数量的增加，其计算复杂度也会急剧增加，使得该方法难以在D2D用户密集部署的场景中应用；同时，在使用Massive MIMO技术时，随着天线数的增加，导频污染引起的干扰成为制约D2D异构网络系统性能的重要原因，从而难以保证整个异构网络用户的服务质量(Quality of Service，QoS)。

发明内容

针对以上现有技术的问题，本发明讨论了D2D异构无线通信网络的干扰问题，提出一种D2D异构无线通信网络中基于时间反演的抗干扰方法，既可以有效抑制跨层干扰和同层干扰，也能满足蜂窝用户和D2D用户的QoS需求。

一种D2D异构无线通信网络中基于时间反演的抗干扰方法，包括以下步骤：