单源单宿直通中继通信系统中的跨层优化设计方法

摘要

本发明公开了一种在直通单源单宿中继通信系统中的跨层优化设计方法，该方法包括资源分配和数据传输两个部分，单源单宿是指通信由一个发送源端直通用户向一个接收宿端用户发送数据的情况。资源分配过程是指直通用户在建立通信链路之前需要向基站申请频率资源的过程，基站需要根据申请用户的地理位置、传输环境、业务的数据类型等判决该如何向该直通用户分配理想的频率资源，在保证直通链路通信的有效性和可靠性的同时，不影响蜂窝系统的正常运行。数据传输过程是指在直通用户获得频率资源之后，如何使用该资源进行高效通信的过程。该过程中我们采用自适应编码调制和混合自动重传相结合的方式进行链路通信。

主权项

一种单源单宿直通中继通信系统中的跨层优化设计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)基站对直通用户(D2D)的资源分配流程，包括如下步骤：步骤一：D2D发送端首先在前向公共控制信道(CCCH)上广播发送会话请求；步骤二：如果在其有效通信范围内存在愿意帮助D2D用户转发信号的蜂窝用户，那么该蜂窝用户就向D2D的发送端回复一个确认信号，同时将D2D的请求发给基站步骤三：基站监测直通用户附近用户的CCCH上的信息，并根据信息测量附近存在的干扰状况；步骤四：基站在接收到该请求后，根据跨层优化的准则为D2D用户分配可用的频率资源，并通过CCCH通知D2D发送端；步骤五：D2D发送端根据基站分配的资源进行通信；步骤六：如果D2D发送端没有收到接收端的确认信息，则根据基站的分配信息，向对应的蜂窝用户发出中继请求，如果收到确认信息，则D2D成功建立通信链路；(2)资源分配过程的跨层优化准则，包括：1、通信链路必须能够满足直通用户的用户需求，包括业务类型、数据传输速率、可允许的错误概率参数；2、在申请资源分配时，直通用户有效通信范围内的蜂窝用户愿意为直通用户向基站转发信息；在中继链路建立过程中，蜂窝用户愿意并且能够为直通用户转发数据；(3)直通用户实现高效传输的流程，包括如下步骤：步骤一：直通用户获得基站分配的最优信道；步骤二：直通用户向其直通通信的接收端发送发送数据的请求；步骤三：直通用户发送端等待接收端的确认信息，如果D2D发送端没有收到接收端的确认信息，则转向步骤十二，如果收到确认信息，转向步骤四；步骤四：向接收端用户发送建立连接请求，建立通信链路；步骤五：如果直通用户收到接收端的确认信号，直通发送端开始向接收端发送数据，首先根据当前检测的信号干扰噪声比(SINR)值选择相应的自适应调制编码(AMC)方案，根据相应的方案对数据进行调整编码；步骤六：发送数据；步骤七：直通用户发送端等待接收端是否正确接收到信号的确认信息，如果正确接收，转向步骤九，否则转向步骤八；步骤八：如果发送端没有收到接收端的确认(ACK)，则发送端启动混合自动请求重传(HARQ)机制，判断是否超过最大重传次数，如果没有则转向步骤六，直到达到最大传输次数，如果在没有达到最大传输次数时就已经收到ACK，则进入步骤六，否则结束HARQ，转向步骤十；步骤九：判断数据是否传输完毕，如果传输完毕则转向步骤十三，否则，转向步骤六；步骤十：重新估价SINR；步骤十一：判断SINR是否变化，如果SINR值没变，说明该信道不适合直通传输，转向步骤一，直通用户重新向基站申请可用资源，如果SINR值改变，则转向步骤五，直通用户发送端根据变化的SINR值，调整AMC方案，继续使用该信道发送数据，直到数据传输结束；步骤十二：根据基站的分配信息，向对应的蜂窝用户发出中继请求；步骤十三：释放信道。