终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法

摘要

终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法是一种D2D终端在IMT-Advanced系统中与蜂窝用户复用蜂窝系统下行资源的跨层资源分配和调度的方法及算法，考虑的系统模型包括小区内和小区间两种应用场景。在无线蜂窝网络系统中以自组织形式存在的短距离终端直通技术（D2D）用户对与蜂窝网络用户以underlay方式共存并共同使用相同的下行无线资源（包括频道、时隙、功率、空间），针对干扰协调和抑制问题对这些资源的分配和调度展开讨论。在本发明中，分别考虑了小区内和小区间用户场景，找到不同应用场景下的共性特征，并兼顾不同应用场景的个性因素。针对D2D与蜂窝共存系统的特点，克服已有资源分配方案中的不足，提供根据资源的跨层优化分配和调度方法。

主权项

一种终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法，其特征在于通过链路自适应的手段对资源进行跨层的资源分配，对小区内或小区间D2D通信对与蜂窝用户共存的场景进行跨层设计，小区内单个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方法为：步骤一：在基站BS端首先通过公共控制信道获得关于任一蜂窝用户CU1和端到端直通用户D2D发送及接收端的位置信息，步骤二：在D2D通信的接收端获得基站的广播信息，步骤三：D2D接收端通过公共控制信道获得D2D相对于BS的位置信息，并根据广播信息中获得同频用户CU1的位置和信道信息，估算得到D2D接收端到BS的无线传输信道的衰落因子的估计值，在此假设得到的值是理想的，无误差的，步骤四：D2D接收端得到以上信息后，计算公式$d_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\alpha }{d}_{{\mathrm{BS}2D}_R}^{-\alpha }\le \frac{{\left|h_{{\mathrm{BS}2\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2}{{\left|h_{{\mathrm{BS}2D}_R}\right|}^2{\left|h_{D_{T}2C{U}_1}\right|}^2}·\frac{d_{D_{T}2D_R}^{-\alpha }{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\alpha }}{{\gamma }_{D_T{2D}_R\mathrm{th},j}{\gamma }_{\mathrm{BS}2C{U}_1\mathrm{th}}}···\left(1\right)$其中，α表示路径损耗因子，表示D2D通信的发送端DUE1到达蜂窝用户CU1的距离，表示基站到达D2D通信的接收端DUE2的距离，表示基站BS与DUE2之间的无线信道衰落系数，表示BS到达CU1的无线信道的衰落系数，：D2D发送端到CU1无线信道的衰落系数，表示DUE1与DUE2通信的无线信道衰落系数，表示D2D通信对中的发送端与接收端两者的距离，表示基站BS到达蜂窝用户CU1的距离，表示在M种D2D链路层备选的编码调制(CM)方案中第j中编码调试方式对应的SINR门限值，表示CU1正确检测出BS发送来的信号的SINR门限值，步骤五：通过计算判断公式(1)的不等式条件是否成立，步骤六：如果公式(1)的条件成立，接下来判断使公式(1)成立的SINR门限值对应的CM方式是否唯一，在D2D发送端的链路层有M种备选的CM方案，D2D发送端将这M种CM方案对应的计算结果依次进行比较，步骤七：如果唯一，则D2D接收端反馈通知D2D发送端采用使公式(1)成立的SINR门限值对应的CM方式进行通信，同时采用满足功率公式的功率条件设置D2D的发送功率，功率公式为$\frac{d_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\alpha }{\left|h_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\gamma }_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}{d_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\alpha }{\left|h_{\mathrm{BS}{2\mathrm{CU}}_1}\right|}^2}\le \frac{P_{\mathrm{BS}}}{P_D}\le \frac{d_{D_{T}2D_R}^{-\alpha }{{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}_{}}^2}{d_{\mathrm{BS}2D_R}^{-\alpha }{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{\gamma }_{D_{T}2D_R\mathrm{th},j}}···\left(2\right)$其中，P_BS表示基站向CU1发送信息的发送功率，P_D表示D2D发送端DUE1的发送功率，步骤八：如果不唯一，则D2D接收端反馈通知D2D发送端采用使公式(1)成立的SINR门限值对应的使得D2D的频带利用率最高的CM方式进行通信，并采用满足公式(2)的功率条件设置D2D的发送功率，步骤九：如果D2D接收端判断公式(1)的条件不成立，则通知D2D发送端选用其它下行资源进行复用，步骤十：至此，跨层资源分配算法流程结束。