[发明专利]一种移动小区重叠下的D2D通信配对方法

说明书

本发明公开了一种移动小区重叠下的D2D通信配对方法。对于跨多个异构基站小区分布导致多个移动小区重叠，且在频谱资源有限以及单个小区的子信道数有限情况下，当接入网络的移动用户数增多时，网络容量接近饱和，选择小部分用户的通信需求采用D2D的方式来解决；当多个用户同时请求进行D2D通信时，本发明提出一种依据以SPMA功能模块采取一定的判决准则来感知终端的请求，进行用户配对、分配频谱资源等步骤。本发明所提出的方法，从用户应用的角度优化D2D用户的贡献度大小的公平性问题，既优化原有移动基站的性能，也改善了各通信用户的服务质量，从而节约基站能耗，提高频谱效率。

技术领域

本发明是一种在多移动制式基站网络中，通信用户针对基站边缘弱信号条件下采用移动D2D通信模式时进行用户配对、建立通信链路的方法，属于多运营商、多制式基站复用条件下的移动通信技术领域。

背景技术

二十世纪以来，移动通信技术快速发展，目前已进入5G时代。随着5G时代的到来，网络覆盖更加全面、精细，运营商能够为客户提供速度更快、时延更低的网络服务。但于此同时，接入网络的移动终端数量越来越多，导致网络数据流量急剧增大，网络负荷加重，能耗越来越大，有限的频谱资源难以满足日益增长的用户需求。

D2D(Device-To-Device，终端直通)通信技术是指移动用户之间数据传输无需经过基站，而是在基站的控制下直接传输数据的技术。D2D这一概念在2008年被首次提出，2013年3GPP组织定义了ProSe(Proximity-based services，临近服务功能)，是对D2D技术的标准化，如今，D2D已成为5G的一项关键技术。

在D2D通信模式下，移动终端之间可以在基站的控制下直接进行数据通信。在基站覆盖的边缘区域，用户可以通过D2D通信提高数据传输速率，无需提高基站的发射功率。并且在频谱资源紧张时，系统也无需给D2D用户分配专门的频谱，因此D2D通信技术可以有效地缓解基站能耗过大以及频谱资源匮乏的问题。

D2D通信的过程包括模式选择、用户配对、资源分配三个关键步骤。用户选择采用D2D通信模式后，需要选择合适的对象进行用户配对，建立通信链路。当有通信需求时，系统就会为该D2D对分配资源，D2D对根据实际情况占用一个空闲信道或复用某一移动用户的频谱资源进行数据传输。

随着D2D通信技术的发展，D2D通信的场景更加复杂多样，D2D通信与NOMA技术、中继技术等的结合是当下研究的热点。传统意义上的中继通信采用固定中继节点，负责基站和用户的数据传输。此类中继节点通常位置固定且具有放大转发功能，覆盖范围大，适合在热点区域部署。D2D中继通信则是由小区内的移动用户充当辅助中继节点，可专门用于边缘用户的数据转发，扩大信号覆盖范围，保障小区边缘用户的通信需求。

在基站覆盖的边缘区域，需要通过D2D中继通信的方式满足某些移动用户的速率需求，无需提高基站的信号发射功率的情况下满足此需求。同时，由于频谱资源有限，单个小区的子信道数有限，当接入网络的移动用户数增多时，网络容量接近饱和，小部分用户的通信需求需要通过D2D的方式来满足。

移动终端可以在传统基站通信模式和D2D通信模式之间切换，当多个用户同时请求进行D2D通信时，系统要依据一定的判决准则依次满足终端的请求，进行用户配对、分配频谱资源等步骤。此时，如何实现既要优化网络的性能，也保证各用户的通信质量，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：在D2D通信模式下，节约基站能耗，提高频谱效率，并从用户贡献度大小应用的角度优化用户通信的公平性问题。

本发明为解决上述技术问题具体采用以下技术方案：

本发明提出一种移动小区重叠下的D2D通信配对方法，具体步骤如下：

步骤1、构建双小区通信场景，在两个小区内，均匀划分若干个子信道分配给各小区内的移动用户使用；