D2d通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法，D2D通信系統(tǒng)中的終端包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端CUE和D2D移動終端，所述方法包括以下步驟：當新D2D移動終端對欲接入到網(wǎng)絡(luò)，對當前小區(qū)中的CUE和其它D2D移動終端的發(fā)射功率進行調(diào)整，若有移動終端超過其最大額定功率則禁止該新D2D終端對接入網(wǎng)絡(luò)；當沒有新D2D終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，隨著移動終端位置的移動及時間的變化，對終端的發(fā)射功率進行調(diào)整，若有終端超過其額定功率則選取最大發(fā)射功率的D2D移動終端踢出網(wǎng)絡(luò)；當D2D移動終端對離開網(wǎng)絡(luò)，對小區(qū)中的CUE和其它D2D移動終端的發(fā)射功率進行調(diào)整。本發(fā)明的方法能有效提高融合網(wǎng)絡(luò)容量，其性能優(yōu)越，且易于實現(xiàn)。
【專利說明】D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,具體涉及一種Device-to-Device (D2D)通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]D2D通信是一種在系統(tǒng)的控制下，允許終端之間通過復(fù)用小區(qū)資源直接進行通信的新型技術(shù)。D2D能顯著提高蜂窩通信系統(tǒng)頻譜效率，降低終端發(fā)射功率，在一定程度上緩解了無線通信系統(tǒng)頻譜資源匱乏的問題。目前，隨著社交網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，朋友間近距離數(shù)據(jù)共享等應(yīng)用的流行使得人們對了解附近感興趣的事物并與之通信的需求逐漸增加。同時，在智能家居、安全監(jiān)控等應(yīng)用中，網(wǎng)關(guān)和傳感器之間需要一種能夠使距離較近的設(shè)備之間直接進行通信的技術(shù)手段。此外，在某些網(wǎng)絡(luò)覆蓋較差的地方，利用附近的手機終端進行協(xié)作中繼保持與基站的通信，也是一種基于位置的通信手段。
[0003]D2D通信系統(tǒng)指D2D技術(shù)應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)，以提高資源利用率和網(wǎng)絡(luò)容量。其中，每一個D2D通信鏈路占用與一個蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)通信鏈路相等的資源。D2D通信將在基站的控制下獲得通信所需的頻譜資源和傳輸功率。但是，在與蜂窩網(wǎng)絡(luò)共享無線資源的同時，也會產(chǎn)生復(fù)用小區(qū)頻譜資源所帶來的干擾問題，D2D通信復(fù)用上行鏈路資源時，基站受到D2D通信的干擾，D2D通信復(fù)用下行鏈路資源時，下行鏈路的用戶受到D2D通信的干擾。
[0004]呼叫允許接入控制和功率控制是無線通信系統(tǒng)中的一種重要的資源管理功能，也是D2D通信系統(tǒng)中的重要功能和關(guān)鍵特性。呼叫允許接入控制和功率控制可以認為是無線通信中最復(fù)雜和最重要的過程之一。
[0005]D2D通信系統(tǒng)的呼叫接入控制在資源管理中扮演著一個非常重要的角色。呼叫接入控制方法要充分考慮無線網(wǎng)絡(luò)的資源情況。呼叫接入控制會按照一定的準則，對意圖接入網(wǎng)絡(luò)的移動終端進行判斷，如果滿足條件則允許接入到網(wǎng)絡(luò)，不滿足條件則禁止接入到網(wǎng)絡(luò)中。對于D2D通信系統(tǒng)的呼叫接入控制來說，接入準則需要考慮更多的因素，包括不同網(wǎng)絡(luò)所能提供的最大的容量、移動終端的位置和用戶所需的業(yè)務(wù)類型等。
[0006]功率控制是無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。為使小區(qū)內(nèi)所有移動終端到達基站時的信號電平基本維持在相當水平、通信質(zhì)量維持在一個可接收水平，對移動終端的發(fā)射功率進行控制，從而保證基站端從每個移動終端接收到的接收功率保持最小，既能符合每個移動終端的通信要求，同時又避免對其它移動終端產(chǎn)生不必要的干擾，從而使系統(tǒng)容量最大化。當移動終端在小區(qū)內(nèi)移動時，它的發(fā)射功率需要不斷變化:當它靠近基站時，需要降低發(fā)射功率，減少對其它移動終端的干擾，當它遠離基站時，則需要增加發(fā)射功率，克服增加的路徑衰耗。
[0007]對于異構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)D2D通信系統(tǒng)來說，資源分配更加復(fù)雜，涉及多個網(wǎng)絡(luò)之間的競爭與合作。同時，從全局資源優(yōu)化的角度也需要多種資源管理方法之間緊密聯(lián)系。
[0008]因此，對于D2D通信系統(tǒng)來說，需要一種聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法以提聞其系統(tǒng)性能。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是針對D2D通信系統(tǒng)的呼叫允許控制和功率控制問題，提供一種D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法提高D2D通信系統(tǒng)性能。
[0010]技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明D2D通信系統(tǒng)中的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法可采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法，D2D通信系統(tǒng)的終端包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和D2D移動終端，其中D2D移動終端都以成對形式存在，包括以下符號與參數(shù):
[0012]CUE:蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端；
[0013]DUE:D2D 移動終端；
[0014]DTUE:D2D移動終端對中的發(fā)射移動終端；
[0015]DRUE:D2D移動終端對中的接收移動終端；
[0016]QoS:服務(wù)質(zhì)量；
[0017]SINR:信號干擾噪聲比；
[0018]M:小區(qū)內(nèi)D2D移動終端對的數(shù)量；
[0019]β。:滿足一定QoS下CUE所需的最小SINR ；
[0020]Ki = I…Μ):滿足一定QoS下DRUE i所需的最小SINR ；
[0021]Pt。:CUE的發(fā)射功率；
[0022]Pti (i = I …M):DTUE i 的發(fā)射功率；
[0023]g0:CUE與基站之間的路徑損耗；
[0024]gj:DTUE i與基站之間的路徑損耗；
[0025]g0；i:CUE與DRUE i之間的路徑損耗；
[0026]gk i (k = I…M):DTUE k與DRUE i之間的路徑損耗；
[0027]Ii:DTUE i與DRUE i之間的路徑損耗；
[0028]N。:噪聲功率；
[0029]:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，CUE發(fā)射功率的增量；
[0030]A'；:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，DTUE i發(fā)射功率的增量；
[0031]Ptnew:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，新D2D移動終端對的DTUE的發(fā)射功率；
[0032]gnew:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，新D2D移動終端對的DTUE與基站之間的路徑損耗；
[0033]gnew；1:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，新D2D移動終端對的DTUE與DRUE i (i =I…M)之間的路徑損耗；
[0034]Inew:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，新D2D移動終端對中的DTUE和DRUE之間的路徑損耗；
[0035]g0；new:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，CUE與新D2D移動終端對的DRUE之間的路徑損耗；
[0036]gk；new:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，DTUE k(k = 1...Μ)與新D2D移動終端對的DRUE之間的路徑損耗；
[0037]β new:當新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，滿足一定QoS下新D2D移動終端對的DRUE所需的最小SINR ；
[0038]Δ0:無新的D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，CUE發(fā)射功率的增量；
[0039]Δ 1:無新的D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，DTUE i發(fā)射功率的增量；
[0040]:一對D2D移動終端離開網(wǎng)絡(luò)時，CUE發(fā)射功率的增量；
[0041]Af:一對D2D移動終端離開網(wǎng)絡(luò)時，DTUE i發(fā)射功率的增量；
[0042]所述方法包括以下步驟:
[0043](I)當新D2D移動終端對欲接入到網(wǎng)絡(luò)時，為保證通信質(zhì)量，CUE和所有的DTUE必須增加它們的發(fā)射功率來克服因為新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)而引入的額外干擾。首先假設(shè)該新D2D移動終端對成功接入網(wǎng)絡(luò)，計算出當前小區(qū)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和其它D2D移動終端的發(fā)射功率的增量，對當前小區(qū)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和其它D2D移動終端的發(fā)射功率進行調(diào)整，并計算出該新D2D移動終端的發(fā)射功率，然后判斷當前小區(qū)中的移動終端和新D2D移動終端中是否有移動終端的發(fā)射功率超過其額定功率，若有則禁止該新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)，否則允許該新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)。
[0044]其中，CUE的發(fā)射功率增量的計算公式為:
[0045]K = fi0P(neWgneJg0
[0046]DTUE i的發(fā)射功率增量的計算公式為:
[0047]Δni = βiPtnewgnew.i/li
[0048]新D2D移動終端對的DTUE的發(fā)射功率的計算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法，所述D2D通信系統(tǒng)中的終端包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端CUE和D2D移動終端DUE，其中D2D移動終端都以成對形式存在，包括發(fā)射移動終端DTUE和接收移動終端DRUE，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (1)當新D2D移動終端對欲接入到網(wǎng)絡(luò)時，首先假設(shè)該新D2D移動終端對成功接入網(wǎng)絡(luò)，計算出當前小區(qū)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和其它D2D移動終端的發(fā)射功率的增量，對當前小區(qū)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和其它D2D移動終端的發(fā)射功率進行調(diào)整，并計算出該新D2D移動終端的發(fā)射功率，然后判斷當前小區(qū)中的移動終端和新D2D移動終端中是否有移動終端的發(fā)射功率超過其額定功率，若有則禁止該新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)，否則允許該新D2D移動終端對接入網(wǎng)絡(luò)； (2)當沒有新的D2D終端對接入網(wǎng)絡(luò)時，隨著移動終端位置的移動及時間的變化，計算出當前小區(qū)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和D2D移動終端的發(fā)射功率的增量，對移動終端的發(fā)射功率進行調(diào)整，若有移動終端的發(fā)射功率超過其額定功率則選取最大發(fā)射功率的D2D移動終端對踢出網(wǎng)絡(luò)，踢出網(wǎng)絡(luò)后其它移動終端功率的調(diào)整過程見步驟(3)； (3)當一對D2D移動終端對離開網(wǎng)絡(luò)時，計算當前小區(qū)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和其它D2D移動終端的發(fā)射功率的增量，對當前小區(qū)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端和其它D2D移動終端的發(fā)射功率進行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法，其特征在于: 所述步驟(1)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端的發(fā)射功率的增量的計算公式為:

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法，其特征在于， 所述步驟(2)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端的發(fā)射功率的增量的計算公式為:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的D2D通信系統(tǒng)的聯(lián)合呼叫允許接入控制和功率控制方法，其特征在于: 所述步驟(3)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)移動終端的發(fā)射功率的增量的計算公式為: 其它D2D移動終端對的DTUE發(fā)射功率的增量的計算公式為: Af 二-PiPtjg" 111上述公式中，1:小區(qū)內(nèi)D2D移動終端對的序號；j:離開D2D移動終端對的序號；Δο:當一對D2D移動終端離開網(wǎng)絡(luò)時，CUE發(fā)射功率的增量；Af:當一對D2D移動終端離開網(wǎng)絡(luò)時，DTUE i發(fā)射功率的增量；β ^:滿足一定服務(wù)質(zhì)量下CUE所需的最小信號干擾噪聲比；β 1:滿足一定服務(wù)質(zhì)量下DRUE i所需的最小信號干擾噪聲比；Ptj:離開的D2D移動終端對中的DTUE的發(fā)射功率；g0:CUE與基站之間的路徑損耗；gj:離開的D2D移動終端對中的DTUE與基站之間的路徑損耗；gJ;1:離開的D2D移動終端對中的DTUE與DRUE i之間的路徑損耗，其中j古i ;Ii =DTUE i與DRUE i之 間的路徑損耗。
【文檔編號】H04W52/24GK104023373SQ201410277366
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】李旭杰, 孫磊, 孫穎, 李建霓, 顧燕, 郭潔, 居美艷 申請人:河海大學(xué)