基于群組匹配的終端直通資源分配方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于群組匹配的終端直通資源分配方法，將蜂窩用戶與D2D用戶或者D2D用戶之間按照一定的規(guī)則構(gòu)建成為一個(gè)群組，該群組在基站的協(xié)調(diào)下進(jìn)行調(diào)度，可以更好地對(duì)干擾進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而提高頻譜利用率，增加小區(qū)吞吐量。本發(fā)明減小了D2D用戶請(qǐng)求調(diào)度、基站分配調(diào)度資源等方面的信令開銷，控制信令開銷的降低也意味著可以有更多的資源用于數(shù)據(jù)的傳輸，從而保證了吞吐量的提升。
【專利說(shuō)明】
基于群組匹配的終端直通資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，特別是涉及基于群組匹配的終端直通資源分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]提高系統(tǒng)覆蓋與容量是頂T-Advanced的重要目標(biāo)，終端直通(Device-to-Device，簡(jiǎn)稱D2D)技術(shù)作為頂T-Advanced后續(xù)演進(jìn)的核心技術(shù)，以更加成本有效的方式(低部署成本和低運(yùn)營(yíng)成本)來(lái)改善覆蓋和容量。傳統(tǒng)上移動(dòng)通信系統(tǒng)都采用基站與其所服務(wù)的終端間點(diǎn)到點(diǎn)的方式來(lái)傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)，這樣就帶來(lái)了許多問題，如存在覆蓋盲區(qū)、小區(qū)邊緣服務(wù)質(zhì)量差、基站負(fù)載重、網(wǎng)絡(luò)部署缺乏靈活性等。這種單一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已無(wú)法適應(yīng)未來(lái)無(wú)線應(yīng)用的要求，設(shè)計(jì)新的通信方式來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的不足已經(jīng)是一個(gè)趨勢(shì)。D2D利用基站等蜂窩網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施提供的服務(wù)和控制，允許用戶終端在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中以直通的方式直接通信或者利用鄰近終端作為中繼從而實(shí)現(xiàn)靈活合理的自主與協(xié)作通信，是進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)部署靈活性，擴(kuò)大覆蓋范圍，提升網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸效率，增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性，并降低基站和終端功耗的有效方式。LTE-Advanced(簡(jiǎn)稱LTE-A)的第十二版本(Release 12)中，終端直通作為一個(gè)新的特性引入并命名為Sidelink傳輸。
[0003]在LTE-A的D2D實(shí)現(xiàn)中，設(shè)定采用上行信道資源進(jìn)行傳輸，為此定義了一系列的物理信道，其中與資源分配和數(shù)據(jù)傳輸相關(guān)物理信道有:
[0004]I)物理sidelink共享信道(physical sidelink shared channel，簡(jiǎn)稱PSSCH):該信道用于D2D終端之間的用戶數(shù)據(jù)傳輸。
[0005]2)物理sidelink控制信道(physical sidelink control channel，簡(jiǎn)稱PSCCH):該信道用于指示PSSCH的資源分配和采用的傳輸方式，包括D2D數(shù)據(jù)傳輸所占據(jù)的資源塊，使用的調(diào)制編碼方案，時(shí)間提前指示等。
[0006]LTE-A中定義了兩種工作方式用于D2D通信時(shí)資源的分配:
[0007]I)與蜂窩終端的調(diào)度方式基本相同，D2D終端的調(diào)度指示也來(lái)源于基站，那么具體的步驟為:
[0008]1.D2D終端發(fā)送調(diào)度請(qǐng)求給基站，并標(biāo)識(shí)這是D2D傳輸，以區(qū)別于該終端作為蜂窩終端時(shí)到基站的數(shù)據(jù)傳輸。
[0009]i1.基站據(jù)此請(qǐng)求，估算D2D終端所需要的資源，并確定采用的調(diào)制編碼方式，是否跳頻傳輸?shù)戎T多傳輸參數(shù)。
[0010]iii.在物理下行控制信道(physical downlink control channel，簡(jiǎn)稱]3DCCH)上將調(diào)度信息進(jìn)行廣播，并使用該D2D終端的sidelink無(wú)線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí)(SL-RNTI)指示。
[0011]iv.D2D終端接收HXXH上的調(diào)度信息，按照要求在PSSCH上進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸即可。
[0012]2)D2D終端的自主資源選擇方式:由基站事先為D2D終端分配一系列周期性出現(xiàn)的資源池用于PSSCH和PSCCH的傳輸，隨后D2D終端自主性地從資源池中選擇合適的資源以及適當(dāng)?shù)膫鬏敻袷絹?lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0013]針對(duì)前述的兩種D2D終端的資源分配方法，現(xiàn)有技術(shù)主要存在的問題如下。
[0014]方法I是基站將D2D終端也作為蜂窩終端看待，在獲取全局信息的基礎(chǔ)上執(zhí)行集中式的資源調(diào)度，在不考慮開銷的情形下，調(diào)度的性能或者說(shuō)是資源的利用率都是最優(yōu)的，存在的缺點(diǎn)主要是信令開銷太大。
[0015]1)D2D終端需根據(jù)自己緩存的數(shù)據(jù)量，向基站上報(bào)資源請(qǐng)求信息，它需要在物理上行控制信道(physical uplink control channel，簡(jiǎn)稱]3UCCH)分配周期性的調(diào)度指示(scheduling indicat1n，簡(jiǎn)稱SI)資源或者需要在物理隨機(jī)接入信道(physical randomaccess channel，簡(jiǎn)稱PRACH)中競(jìng)爭(zhēng)資源，這樣就加大了上行信道的負(fù)荷。
[0016]2)基站能夠做到較優(yōu)的調(diào)度，需了解收發(fā)端之間的信道狀態(tài)信息(channel stateinformat1n，簡(jiǎn)稱CSI)，例如合適的調(diào)制編碼方案，采用分集還是復(fù)用等多天線的工作方式，這也需要依賴于D2D終端的CSI上報(bào)，同樣加大了上行信道的負(fù)荷。
[0017]3)在上述I)和2)的D2D終端上報(bào)信息的過程中，均是終端在執(zhí)行無(wú)線信號(hào)發(fā)送的操作，由于要驅(qū)動(dòng)功率放大器以及克服路徑損耗則需要較大的發(fā)射功率(相比較接收的處理而言)，這就意味著更大的電池消耗，同未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的目標(biāo)背道而馳；
[0018]4)在基站使用PDCCH告知D2D終端的過程中，所占用的資源增加了下行信道的負(fù)荷。
[0019]方法2是在基站較為粗放管理下的D2D資源分配方案，基站預(yù)先分配資源池，由D2D終端自主性地決定資源的調(diào)度和相關(guān)的傳輸參數(shù)，這可以降低控制信道的開銷，但是D2D終端的自主調(diào)度沒有進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)，特別是在LTE這樣的單頻組網(wǎng)情形下，小區(qū)內(nèi)有蜂窩傳輸和D2D傳輸，相鄰小區(qū)也有蜂窩傳輸和D2D傳輸，工作于同一頻段下的干擾相互疊加，因而干擾控制的力度不夠好，直接造成的結(jié)果就是出錯(cuò)概率增大，從而降低吞吐量，進(jìn)而降低用戶的服務(wù)感受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種能夠增加吞吐量，提高頻譜利用率的基于群組匹配的終端直通資源分配方法。
[0021]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的基于群組匹配的終端直通資源分配方法，其特征在于:包括以下步驟:
[0022]S1:擬建立通信的D2D對(duì)向基站報(bào)告其QoS需求，以及D2D用戶之間的路徑損耗信息;
[0023]S2:基站基于QoS需求，構(gòu)造可復(fù)用資源的蜂窩用戶和/或D2D用戶的候選集合；
[0024]S3:基站告知D2D用戶在上行子幀中接收信號(hào)并估算接收功率的大小以確定在復(fù)用資源下潛在的干擾情況；
[0025]S4:D2D用戶監(jiān)視接收到的信號(hào)并確定潛在的干擾情況；
[0026]S5:D2D用戶將潛在的干擾情況報(bào)告給基站；
[0027]S6:基站根據(jù)干擾情況作出構(gòu)造群組的決定:如果兩對(duì)D2D用戶構(gòu)成群組，則創(chuàng)建一個(gè)D2D組RNTI或者沿用一個(gè)已經(jīng)存在的D2D組RNTI;
[0028]S7:如果D2D用戶與蜂窩用戶構(gòu)成群組，則將蜂窩用戶的C-RNTI告知D2D用戶；如果兩對(duì)D2D用戶構(gòu)成群組，則將新創(chuàng)建的或者沿用的D2D組RNTI告知D2D用戶；
[0029]S8:D2D用戶保存所通知的RNTI，后續(xù)跟進(jìn)對(duì)HXXH中的信息解碼，來(lái)決定自己的發(fā)送機(jī)會(huì)。
[°03°]進(jìn)一步，所述步驟SI中的QoS需求包括數(shù)據(jù)速率和時(shí)延方面的需求。
[0031]進(jìn)一步，所述步驟S4中，如果基站未指定監(jiān)視的資源塊，則D2D用戶在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)觀察，并記錄每一個(gè)資源塊作為基本單位上的接收功率信息。
[0032]進(jìn)一步，所述D2D用戶采用最小干擾原則或者功耗最佳原則對(duì)基站所指定的資源塊進(jìn)行標(biāo)記。
[0033]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0034]I)本發(fā)明將蜂窩用戶與D2D用戶或者D2D用戶之間按照一定的規(guī)則構(gòu)建成為一個(gè)群組，該群組在基站的協(xié)調(diào)下進(jìn)行調(diào)度，可以更好地對(duì)干擾進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而提高頻譜利用率，增加小區(qū)吞吐量；
[0035]2)本發(fā)明減小了 D2D用戶請(qǐng)求調(diào)度、基站分配調(diào)度資源等方面的信令開銷，控制信令開銷的降低也意味著可以有更多的資源用于數(shù)據(jù)的傳輸，從而保證了吞吐量的提升。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為本發(fā)明的蜂窩用戶與D2D用戶復(fù)用資源的示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明的D2D用戶之間復(fù)用資源的示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明的蜂窩用戶與基站之間通信或者D2D用戶之間通信使用上行信道資源的不意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的介紹。
[0041]在單純的蜂窩用戶上行信道通信中，被調(diào)度到的蜂窩用戶作為發(fā)送端，基站作為接收端，各個(gè)蜂窩用戶所使用的資源在頻域上是相互正交的。當(dāng)引入D2D通信之后，為了提高小區(qū)的吞吐量，在保證足夠的隔離度的前提下，可以考慮D2D通信共用蜂窩用戶上行傳輸?shù)馁Y源，如圖1所示；也可以讓D2D通信之間進(jìn)行資源的共享，如圖2所示。具體到LTE-A的資源分配體系中，這種資源的共享就是指復(fù)用同一時(shí)頻資源塊，如圖3所示。
[0042]本發(fā)明提供的基于群組匹配的終端直通資源分配方法，如圖4所示，步驟如下:
[0043]S1:擬建立通信的D2D已經(jīng)通過物理sidelink發(fā)現(xiàn)信道(physical sidelinkdiscovery channel，簡(jiǎn)稱PSDCH)發(fā)現(xiàn)彼此，并對(duì)向基站報(bào)告其QoS需求，以及D2D用戶之間的信道狀況、路徑損耗信息;QoS需求包括數(shù)據(jù)速率和時(shí)延方面的需求；
[0044]S2:基站根據(jù)QoS需求以及D2D用戶之間的信道狀況，再加上D2D用戶在初始接入網(wǎng)絡(luò)的能力協(xié)商中已經(jīng)獲知的D2D終端的能力，如最大發(fā)射功率以及在過去一段時(shí)間內(nèi)蜂窩用戶是否具有低移動(dòng)性，來(lái)選擇潛在的可與此D2D用戶配對(duì)的蜂窩用戶或其他D2D用戶，從而構(gòu)造可復(fù)用資源的蜂窩用戶和/或D2D用戶的候選集合；
[0045]S3:基站告知D2D用戶在上行子幀(亦可進(jìn)一步指定在哪些資源塊上)進(jìn)行上行信道資源的監(jiān)視，要求用戶根據(jù)接收的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)確定在復(fù)用資源下的潛在干擾情況；
[0046]S4:D2D用戶監(jiān)視接收到的信號(hào)并確定潛在的干擾情況;如果基站未指定監(jiān)視的資源塊，則D2D用戶在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)觀察，并記錄每一個(gè)資源塊作為基本單位上的接收功率信息;D2D用戶采用最小干擾原則或者功耗最佳原則對(duì)基站所指定的資源塊進(jìn)行標(biāo)記;標(biāo)記可以視需要進(jìn)行二元或多元編碼，指示出可接受/不可接受或具體的度量等級(jí)；
[0047]S5:D2D用戶將潛在的干擾情況報(bào)告給基站；
[0048]S6:基站根據(jù)干擾情況作出構(gòu)造群組的決定:如果兩對(duì)D2D用戶構(gòu)成群組，則創(chuàng)建一個(gè)D2D組RNTI或者沿用一個(gè)已經(jīng)存在的D2D組RNTI;
[0049]S7:如果D2D用戶與蜂窩用戶構(gòu)成群組，則將蜂窩用戶的C-RNTI告知D2D用戶；如果兩對(duì)D2D用戶構(gòu)成群組，則將新創(chuàng)建的或者沿用的D2D組RNTI告知D2D用戶；
[0050]S8:D2D用戶在獲取所綁定的RNTI信息之后，只需在下行鏈路上監(jiān)視H)CCH，如果有與之構(gòu)成群組的C-RNTI或者D2D組RNTI標(biāo)記出現(xiàn)，就知道基站允許自己可以復(fù)用所指定的頻譜資源以及允許的發(fā)射功率，至于具體的調(diào)制編碼方案以及多天線的參數(shù)配置等，可以基于之前該D2D的發(fā)射端與接收端之間的協(xié)調(diào)獲得。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于群組匹配的終端直通資源分配方法，其特征在于:包括以下步驟: S1:擬建立通信的D2D對(duì)向基站報(bào)告其QoS需求，以及D2D用戶之間的路徑損耗信息； S2:基站基于QoS需求，構(gòu)造可復(fù)用資源的蜂窩用戶和/或D2D用戶的候選集合； S3:基站告知D2D用戶在上行子幀中接收信號(hào)并估算接收功率的大小以確定在復(fù)用資源下潛在的干擾情況； S4:D2D用戶監(jiān)視接收到的信號(hào)并確定潛在的干擾情況； S5:D2D用戶將潛在的干擾情況報(bào)告給基站； S6:基站根據(jù)干擾情況作出構(gòu)造群組的決定:如果兩對(duì)D2D用戶構(gòu)成群組，則創(chuàng)建一個(gè)D2D組RNTI或者沿用一個(gè)已經(jīng)存在的D2D組RNTI; S7:如果D2D用戶與蜂窩用戶構(gòu)成群組，則將蜂窩用戶的C-RNTI告知D2D用戶；如果兩對(duì)D2D用戶構(gòu)成群組，則將新創(chuàng)建的或者沿用的D2D組RNTI告知D2D用戶； S8: D2D用戶保存所通知的RNTI，后續(xù)跟進(jìn)對(duì)I3DCCH中的信息解碼，來(lái)決定自己的發(fā)送機(jī)會(huì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群組匹配的終端直通資源分配方法，其特征在于:所述步驟SI中的QoS需求包括數(shù)據(jù)速率和時(shí)延方面的需求。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于群組匹配的終端直通資源分配方法，其特征在于:所述步驟S4中，如果基站未指定監(jiān)視的資源塊，則D2D用戶在整個(gè)帶寬范圍內(nèi)觀察，并記錄每一個(gè)資源塊作為基本單位上的接收功率信息。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于群組匹配的終端直通資源分配方法，其特征在于:所述D2D用戶采用最小干擾原則或者功耗最佳原則對(duì)基站所指定的資源塊進(jìn)行標(biāo)記。
【文檔編號(hào)】H04W72/12GK105979527SQ201610284005
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】鄭武
【申請(qǐng)人】金陵科技學(xué)院