IMT-A系统中的D2D多播通信建立与其无线资源分配方法

摘要

一种IMT-A系统中的D2D多播通信的建立与其无线资源分配方法，用于该系统中基于本地共享的数据通信业务，为解决一个移动终端对多个移动终端的大速率数据共享请求，将多媒体多播技术引入到D2D技术中，以实现IMT-A蜂窝网下eNB辅助的D2MD通信，该方法包括；eNB与D2MD组在通信建立过程中的控制信令交互过程与eNB为D2MD组分配无线资源的过程。本发明但降低了IMT-A下eNB负载，D2MD通信还能在不影响蜂窝用户通信前提下复用其频谱资源，大大提高小区的频谱利用率与吞吐量。其中，eNB为D2MD分配无线资源的过程有三个步骤：模式选择、频谱分配和功率控制。本发明从D2MD用户的应用需求出发，尽量保证所有用户的服务质量QoS；且操作简单，算法逻辑清晰，复杂度不高，具有很好的推广应用前景。

主权项

一种用于全球移动通信标准升级版IMT‑A系统中终端对多终端D2MD多播场景的通信建立与其无线资源分配方法，其特征在于：该方法立足于IMT‑A系统中基于本地共享的数据通信业务，为解决一个移动终端对多个移动终端的大速率数据共享请求，将多媒体多播技术引入到D2D技术中，以实现IMT‑A蜂窝网下演进型基站eNB辅助的D2MD通信；所述方法包括下列操作步骤：(1)D2MD的多播业务发送方、即D2MD头向eNB发起多播通信请求；(2)eNB利用D2MD成员组的标识信息寻呼D2MD多播业务的接收方、即D2MD成员组；该寻呼信息包含D2MD头信息及其多播业务数据包的信息；(3)D2MD成员组中每个成员响应eNB的寻呼，并选择是否接受D2MD请求；(4)eNB为D2MD配置无线资源；该步骤(4)包括下列操作内容：(41)eNB接收到D2MD成员组在响应时段内的响应信息后，将拒绝多播请求的成员和响应超时的成员都剔除出该D2MD成员组，并更新该D2MD成员组列表R'，该列表R'包含此时每个D2MD成员的CSI；(42)假设eNB管理的小区中有M个蜂窝用户的上行信道可供D2MD用户复用，并用c₁,c₂,c₃,...c_m分别表示这些蜂窝用户；并且eNB已经获知全部蜂窝用户的位置与信道占用信息，以供eNB为D2MD分配无线资源；(43)eNB先为D2MD根据约束条件从低到高的顺序、即对于无线资源的利用由高到相对低的顺序依次进行下述模式选择：①基站辅助转发模式、即BS模式；②使用正交频谱资源模式、简称为正交模式；③复用蜂窝用户频谱资源模式、简称为复用模式；(44)在某个D2MD服务响应周期内，eNB为所有发出D2MD请求的用户进行模式选择后，假如此时处于模式③、即复用模式的D2MD用户以其标识s₁,s₂,s₃,...s_n分别表示共有N个，则eNB对这些D2MD用户进行统一的频谱分配：先根据模式选择中每个D2MD用户的备选蜂窝用户信道矩阵建立统一的备选蜂窝用户信道矩阵I＝[I_ij]_N×M，式中，I_ij为第i个D2MD用户对第j个蜂窝用户信道的干扰；再在假设蜂窝用户总数M多于D2MD用户的总数N、即M＞N，以保证D2MD成员有足够的蜂窝用户频谱供其分配的基础上，判断N是否小于设定数值，若是，则使用最优化的匈牙利算法分配资源，否则，即N大于或等于设定数值，则使用复杂度较低的次优化的最小似然算法分配资源；(45)eNB为所有相应周期内的D2MD用户完成模式选择，并为模式③的用户分配完频谱后，再进行最终的功率控制，完成D2MD用户的无线资源分配；(5)eNB将最终无线资源分配结果通知D2MD头，启动多播过程；然后，D2MD头开始多播数据；(6)D2MD头完成多播后，向eNB发出释放通知，完成一次D2MD过程。