本發明涉(she)及蜂窩(wo)網(wang)通(tong)信技(ji)術(shu)和(he)d2d通(tong)信技(ji)術(shu)，尤其是(shi)涉(she)及一種蜂窩(wo)通(tong)信網(wang)中(zhong)低時(shi)延d2d用(yong)戶模式選擇(ze)方(fang)法。

背景技術：

近年來(lai)，社會進入高效(xiao)(xiao)的(de)(de)信(xin)(xin)(xin)息化時(shi)代，無(wu)線通(tong)信(xin)(xin)(xin)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)(qiu)呈現爆發式增(zeng)長，通(tong)信(xin)(xin)(xin)系統在頻(pin)譜資源、通(tong)信(xin)(xin)(xin)時(shi)延(yan)和(he)通(tong)信(xin)(xin)(xin)可靠(kao)性等(deng)各個方面都(dou)遇(yu)到了(le)巨大的(de)(de)挑戰(zhan)。盡管現有的(de)(de)4g通(tong)信(xin)(xin)(xin)技術(shu)的(de)(de)物理層(ceng)(ceng)和(he)mac層(ceng)(ceng)性能(neng)(neng)十(shi)分高效(xiao)(xiao)，仍不能(neng)(neng)很好地滿足移動(dong)用(yong)戶(hu)爆發式增(zeng)長的(de)(de)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)(qiu)，也不能(neng)(neng)滿足用(yong)戶(hu)對通(tong)信(xin)(xin)(xin)速率、時(shi)延(yan)、可靠(kao)性等(deng)方面的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)。因此，現有技術(shu)提出(chu)在傳(chuan)統蜂窩通(tong)信(xin)(xin)(xin)網中引入直接通(tong)信(xin)(xin)(xin)技術(shu)來(lai)改善傳(chuan)統蜂窩系統的(de)(de)通(tong)信(xin)(xin)(xin)時(shi)延(yan)性能(neng)(neng)和(he)可靠(kao)性。

d2d通(tong)(tong)信(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)是一種利(li)用授權頻(pin)譜(pu)的直(zhi)接通(tong)(tong)信(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)，相較于利(li)用非授權頻(pin)譜(pu)的wlan、wifi、藍牙等技(ji)術(shu)(shu)，d2d通(tong)(tong)信(xin)(xin)更具(ju)安全(quan)性和可(ke)(ke)控性。d2d通(tong)(tong)信(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)使得終端(duan)用戶之間可(ke)(ke)以(yi)直(zhi)接進行通(tong)(tong)信(xin)(xin)，不再需要基(ji)站轉發消(xiao)息(xi)。因此，在傳(chuan)統(tong)蜂窩(wo)通(tong)(tong)信(xin)(xin)網(wang)中引入d2d通(tong)(tong)信(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)可(ke)(ke)以(yi)有效地提高頻(pin)譜(pu)效率和系統(tong)容量，減(jian)小基(ji)站側的負(fu)載，還(huan)可(ke)(ke)以(yi)有效地減(jian)小時延、降(jiang)低系統(tong)能耗。

由于第(di)五代移(yi)動通(tong)信(xin)對(dui)于時延和可(ke)靠性的要求(qiu)，更為嚴苛，所以(yi)，應對(dui)現(xian)d2d通(tong)信(xin)進行優(you)化改(gai)進。

技術實現要素：

本發明的目的就是為(wei)了克服上述(shu)現(xian)有技術存在(zai)的缺陷而提供(gong)一(yi)種時延低、可靠性高的蜂窩通信網中低時延d2d用戶模式選擇方法。

本發(fa)明(ming)的(de)目(mu)的(de)可以(yi)通(tong)過(guo)以(yi)下技術方(fang)案來實現：

一種(zhong)蜂窩通信(xin)網中(zhong)低時延d2d用戶(hu)模式(shi)選擇方法，該方法具體(ti)為：

1)獲取網(wang)絡中各用(yong)戶(hu)的(de)(de)用(yong)戶(hu)信息，計算各用(yong)戶(hu)的(de)(de)最(zui)大加(jia)權函數；

2)選取(qu)最大加權函(han)數最大的m個用戶；

3)分別計算所述m個用(yong)戶中d2d用(yong)戶采用(yong)專(zhuan)用(yong)模式(shi)(shi)、復用(yong)模式(shi)(shi)和蜂窩(wo)模式(shi)(shi)所需(xu)的時延，為每個d2d用(yong)戶選擇(ze)時延最小的通信模式(shi)(shi)；

4)以所述通信模式對所述m個(ge)用戶進行調度。

所述(shu)用戶信(xin)息(xi)(xi)(xi)包括信(xin)道狀態(tai)信(xin)息(xi)(xi)(xi)、隊列狀態(tai)信(xin)息(xi)(xi)(xi)和地理位置信(xin)息(xi)(xi)(xi)。

所述最大加權函數的計算如(ru)下：

在第n個(ge)時(shi)隙，獲(huo)取用戶的(de)信道狀態信息(xi)和地理位(wei)置信息(xi)，估算用戶對(i,j)的(de)鏈路速率rij(n)；

獲取用戶(hu)的隊列(lie)狀(zhuang)態信息，用戶(hu)對(i,j)的隊列(lie)長度qij(n)；

以(yi)隊(dui)列長度為權重，計算最大(da)加(jia)權函數maxij(n)：

maxij(n)＝qij(n)·rij(n)。

所(suo)述(shu)d2d用(yong)(yong)戶采用(yong)(yong)專用(yong)(yong)模(mo)式(shi)、復用(yong)(yong)模(mo)式(shi)和蜂窩模(mo)式(shi)所(suo)需的時延d_dedij(n)、d_reij(n)和d_cellij(n)，計(ji)算公式(shi)如下：

式中，n為時隙(xi)數，qij(n)為用戶(hu)(hu)對(dui)(i,j)的(de)隊列長度，rij(n)為用戶(hu)(hu)對(dui)(i,j)的(de)鏈路速率，下標0代表基站，下標k代表d2d用戶(hu)(hu)復(fu)用第k個蜂窩(wo)用戶(hu)(hu)的(de)蜂窩(wo)資源。

該方(fang)法(fa)還包括：對采用復用模(mo)式的、sinr小于閾(yu)值的d2d用戶進行(xing)干擾消除。

所(suo)述(shu)干擾消(xiao)除具(ju)體為：

在(zai)(zai)第n+1個(ge)時隙，在(zai)(zai)蜂窩網下(xia)行(xing)鏈路即基(ji)站(zhan)轉發消息的時候，讓d2d用戶接收端再(zai)次接收在(zai)(zai)上行(xing)鏈路對其產生干擾(rao)(rao)的干擾(rao)(rao)信(xin)號(hao)，和其在(zai)(zai)上行(xing)鏈路接收到(dao)的信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)對比(bi)，消除該干擾(rao)(rao)信(xin)號(hao)，解碼出(chu)有用信(xin)號(hao)。

與現有技術相(xiang)比(bi)，本(ben)發明具(ju)有以下優點：

1、本發明通過綜合(he)考慮信(xin)道狀態信(xin)息(xi)(xi)(channelstateinformation，csi)和隊(dui)列(lie)狀態信(xin)息(xi)(xi)(queuestateinformation，qsi)，計算最大(da)加(jia)權(quan)函(han)數值(zhi)，并選擇最大(da)加(jia)權(quan)函(han)數值(zhi)最大(da)的m個用戶進行調度，從而防(fang)止隊(dui)列(lie)較(jiao)長的用戶因為信(xin)道質量較(jiao)差得不到通信(xin)，減(jian)小丟包率。

2、本發明提出了以時延(yan)作為模式選(xuan)擇的(de)(de)標準，通過選(xuan)擇時延(yan)較小的(de)(de)模式進行通信來(lai)保證(zheng)通信的(de)(de)時延(yan)性(xing)能。

3、本發明通過對采(cai)用復用模式(shi)但通信質量較(jiao)差(cha)的d2d用戶進行干擾消除，提高了通信可靠性。

附圖說明

圖1為本發明的應用場景示意圖；

圖(tu)2為本發明的流程圖(tu)。

具體實施方式

下(xia)面結(jie)合附圖(tu)和具(ju)體實施(shi)例對本發明進行詳細(xi)說明。本實施(shi)例以本發明技術方(fang)案為(wei)前(qian)提進行實施(shi)，給出了詳細(xi)的實施(shi)方(fang)式和具(ju)體的操(cao)作過程，但(dan)本發明的保護范圍不(bu)限于下(xia)述的實施(shi)例。

本發明提供一(yi)種蜂窩通信(xin)網中(zhong)低時延(yan)(yan)d2d用(yong)戶模(mo)(mo)(mo)式選擇方法，應用(yong)場景如圖(tu)1所示，該方法基(ji)于qsi和(he)csi，通過(guo)比較最大權重函(han)數值(zhi)，挑(tiao)選用(yong)戶進(jin)行調度(du)；提出了以時延(yan)(yan)作為模(mo)(mo)(mo)式選擇的(de)標準，通過(guo)選擇時延(yan)(yan)較小的(de)模(mo)(mo)(mo)式進(jin)行通信(xin)來保證通信(xin)的(de)時延(yan)(yan)性(xing)能(neng)；另(ling)外(wai)，針對(dui)復用(yong)模(mo)(mo)(mo)式的(de)通信(xin)可靠(kao)(kao)性(xing)較差，提出了一(yi)種干擾消除(chu)策略(lve)，消除(chu)該干擾信(xin)號，從(cong)而保證通信(xin)可靠(kao)(kao)性(xing)。

如圖2所示，上述方法(fa)具體(ti)包括(kuo)以下步驟：

步驟1：基站在第(di)n個時(shi)隙(xi)，獲(huo)取(qu)用(yong)(yong)戶(hu)的csi和地理位置信息，通過香(xiang)農公式估算用(yong)(yong)戶(hu)對(i,j)的鏈路速率(lv)rij(n)。基站獲(huo)取(qu)用(yong)(yong)戶(hu)的qsi，得到用(yong)(yong)戶(hu)對(i,j)的隊(dui)列(lie)長度qij(n)。最(zui)大(da)加(jia)權函(han)數的權重為隊(dui)列(lie)長度qij(n)，計算最(zui)大(da)加(jia)權函(han)數如下：

maxij(n)＝qij(n)·rij(n)

步驟2：選擇maxij(n)值最(zui)大的(de)m個用戶。

步驟3：分別計算(suan)d2d用(yong)戶采用(yong)專用(yong)模式、復用(yong)模式和(he)蜂(feng)窩模式所需的時延(yan)d_dedij(n)、d_reij(n)和(he)d_cellij(n)，計算(suan)方法如下：

式中，0代表(biao)基站，k代表(biao)d2d用(yong)戶(hu)復用(yong)第k個蜂窩用(yong)戶(hu)的(de)蜂窩資源。

比較三種模式(shi)所需時延，為d2d用(yong)戶選擇時延最小的通信模式(shi)。

步(bu)驟4：基站(zhan)調(diao)度步(bu)驟2中選擇的d2d用(yong)(yong)戶(hu)和蜂窩用(yong)(yong)戶(hu)以及步(bu)驟3中d2d用(yong)(yong)戶(hu)復用(yong)(yong)其蜂窩資源(yuan)的蜂窩用(yong)(yong)戶(hu)。

步驟(zou)5：對(dui)采用(yong)復用(yong)模式的d2d用(yong)戶(hu)的sinr進行(xing)判斷，若其sinr小于閾值θth，則(ze)(ze)跳轉至(zhi)步驟(zou)6，否(fou)則(ze)(ze)，流程(cheng)結束(shu)。

步驟6：在第n+1個時隙，對sinr小于閾值θth的d2d用戶進(jin)行(xing)干(gan)擾(rao)消除，在蜂(feng)窩網下行(xing)鏈路即基站轉(zhuan)發(fa)消息的時候，讓(rang)d2d接(jie)收端再次接(jie)收在上(shang)行(xing)鏈路對其產生干(gan)擾(rao)的干(gan)擾(rao)信(xin)號，和其在上(shang)行(xing)鏈路接(jie)收到的信(xin)號進(jin)行(xing)對比，消除該(gai)干(gan)擾(rao)信(xin)號，解碼出有(you)用信(xin)號。

以(yi)上(shang)(shang)詳細描(miao)述(shu)了本發明(ming)的(de)(de)較佳具體實(shi)施例。應當理(li)解(jie)，本領(ling)域的(de)(de)普通技術(shu)人(ren)員無需(xu)創造性勞動(dong)就可以(yi)根(gen)據本發明(ming)的(de)(de)構(gou)(gou)思作出諸多(duo)修改和變化。因此，凡本技術(shu)領(ling)域中技術(shu)人(ren)員依本發明(ming)的(de)(de)構(gou)(gou)思在現有(you)技術(shu)的(de)(de)基礎(chu)上(shang)(shang)通過邏輯分析(xi)、推理(li)或者有(you)限(xian)的(de)(de)實(shi)驗可以(yi)得到的(de)(de)技術(shu)方(fang)案，皆應在由權(quan)利要求書所(suo)確定的(de)(de)保護范(fan)圍內。