具有直接到裝置通信的接入網(wǎng)中的通信方法、以及對(duì)應(yīng)基站、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和信息介質(zhì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電信的領(lǐng)域。在該領(lǐng)域中，本發(fā)明特別涉及接入網(wǎng)。
[0002] 電信系統(tǒng)的接入網(wǎng)包括構(gòu)成終端和接入網(wǎng)之間的接口的接入點(diǎn)。在蜂窩接入網(wǎng) (有時(shí)稱(chēng)為"移動(dòng)"網(wǎng)絡(luò)）中，接入點(diǎn)被統(tǒng)稱(chēng)為"基站"。
[0003] 試圖設(shè)立與目的地的通信的移動(dòng)終端必須利用基站來(lái)標(biāo)識(shí)，并且必須請(qǐng)求由基站 服務(wù)。如果基站能向終端分配譜資源，則基站能服務(wù)該終端。
[0004] 移動(dòng)接入網(wǎng)能面臨對(duì)于通信容量的增加需求，由此導(dǎo)致基站上的負(fù)荷增加。當(dāng)基 站已分配全部其譜資源時(shí)，其被完全裝載。在已釋放其譜資源中的一些之前，基站不再能服 務(wù)任何新終端。
【背景技術(shù)】
[000引最化已提出山引入接入網(wǎng)內(nèi)兩個(gè)終端之間的直接到裝置脫D)通信的概念。一 對(duì)所謂D2D終端由此通信，而不經(jīng)由基站傳遞。該需要兩個(gè)終端在作為用于提供傳輸?shù)募?術(shù)的函數(shù)的某一最大距離內(nèi)彼此靠近。
[0006] 該樣的直接通信對(duì)于經(jīng)由基站建立的通信沒(méi)有影響。該樣的通信生成干擾，并且 更具體地對(duì)共享相同譜資源的終端的通信的干擾。
[0007] 該些直接通信使得通信總量能增加超出基站的全負(fù)荷，并由此使得可能改進(jìn)接入 網(wǎng)的譜效率，然而它們能對(duì)經(jīng)由基站中繼的通信具有影響，因?yàn)樗鼈兩赡芙档托盘?hào)對(duì)干 擾和噪聲比（SINR)并且能由此降低基站所服務(wù)的終端的服務(wù)質(zhì)量（QoS)的干擾。
[0008] 由此，基站通過(guò)向其覆蓋區(qū)中所標(biāo)識(shí)的終端分配譜資源來(lái)服務(wù)它們，該些終端被 稱(chēng)為CUi。假設(shè)基站被完全裝載，即使等待譜資源的其覆蓋范圍中的所標(biāo)識(shí)的終端對(duì)由基站 標(biāo)識(shí)為等待對(duì)D2Dj。
[0009] 為了限制干擾的影響，已知基站能執(zhí)行的啟發(fā)式方法[2]。在該啟發(fā)式方法中，基 站按照它們的遞減信道增益的順序來(lái)對(duì)所標(biāo)識(shí)的終端C&(即，基站已向其分配譜資 源的終端）的列表進(jìn)行排序。考慮到該列表中的第一終端CUi，該方法然后搜索終端對(duì)D2Dj 來(lái)共享第一終端的譜資源。基站在等待對(duì)D2Dj.的集合中搜索具有用于干擾鏈路hU的最小 信道增益的對(duì)，當(dāng)終端CUi向基站傳送并且該終端對(duì)D2DJ正從該對(duì)的另一終端接收傳送時(shí)， 涉及該干擾鏈路。如果滿(mǎn)足與兩個(gè)通信關(guān)聯(lián)的最小SINRQoS標(biāo)準(zhǔn)，則基站授權(quán)該終端對(duì) D2Dj與第一終端CU1共享譜資源，并且其從等待終端對(duì)D2DJ的集合中消除該終端對(duì)D2DJ。 該方法對(duì)于第二終端抓2重復(fù)W上步驟。對(duì)于所有等待終端對(duì)D2Dj.該樣，除非算法在達(dá)到 終端CU,的列表的末端時(shí)停止。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提出了該樣的技術(shù)，在保證接入網(wǎng)的基站所服務(wù)的終端、和被授權(quán)在與所 服務(wù)的終端的上行鏈路共享譜資源的同時(shí)直接通信的終端對(duì)兩者的QoS的同時(shí)，使得接入 網(wǎng)的總體數(shù)據(jù)率最大化。
[0011] 本發(fā)明提供了 一種通信方法，由接入網(wǎng)的基站執(zhí)行用于在該站所標(biāo)識(shí)的終端之間 分配上行鏈路譜資源。該站已向其分配其全部譜資源的一些該樣標(biāo)識(shí)的終端具有經(jīng)由基站 傳遞的通信。該些終端CU被稱(chēng)為"被服務(wù)的"。該方法包括：
[0012] ?在候選終端和對(duì)全部滿(mǎn)足它們的相應(yīng)QoS標(biāo)準(zhǔn)的唯一約束下，通過(guò)確定作為與 終端對(duì)D2Dj.共享它們的相應(yīng)譜資源的候選的所服務(wù)的終端的集合，來(lái)驗(yàn)證作為直接通信的 候選的終端對(duì)D2Dj.的準(zhǔn)入性。
[0013] 作為有時(shí)被稱(chēng)為返回鏈路的信令信道中交換的數(shù)據(jù)的結(jié)果，基站SB知道哪些終 端在其無(wú)線(xiàn)電覆蓋區(qū)中活動(dòng)。該些終端被稱(chēng)為"標(biāo)識(shí)的"。一般來(lái)說(shuō)，基站通過(guò)恢復(fù)由尋求 接入該接入網(wǎng)的任何終端供應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，來(lái)標(biāo)識(shí)該些終端。取決于接入網(wǎng)的類(lèi)型，該標(biāo)識(shí)符 可例如對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)國(guó)際訂戶(hù)目錄號(hào)（MSISDN)，更一般地稱(chēng)為電話(huà)號(hào)碼。基站還知道各個(gè) 標(biāo)識(shí)的終端所請(qǐng)求的通信的目的地。基站由此能夠（inaposition)檢測(cè)該樣的終端對(duì)， 它們位于其覆蓋區(qū)中并且尋求彼此設(shè)立通信，并由此潛在能夠?qū)崿F(xiàn)直接通信，而不經(jīng)由基 站傳遞。
[0014] 有利地，該站在符合用于候選終端和終端對(duì)兩者的QoS標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，確定作為用 于與終端對(duì)D2Dj.共享它們的相應(yīng)譜資源的候選的全部所服務(wù)的終端的集合。該QoS標(biāo)準(zhǔn) 可被規(guī)定為用于給定數(shù)據(jù)率的最小SINR值。
[0015] 由此，該方法確定作為與終端對(duì)共享它們的相應(yīng)譜資源的候選的全部所服務(wù)的終 端。與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明的方法不總是利用導(dǎo)致對(duì)于能夠共享相同譜資源的終端對(duì)所 接收的信號(hào)的最小干擾的候選終端，而是確定不管終端對(duì)可接收的擾動(dòng)、滿(mǎn)足QoS標(biāo)準(zhǔn)的 候選終端的集合。
[0016] 僅當(dāng)終端對(duì)不管候選終端可引起的擾動(dòng)滿(mǎn)足其QoS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)、并且僅當(dāng)基站遵守滿(mǎn) 足所服務(wù)的終端的QoS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，終端能夠是該方法中的候選。由此，該方法使得可能當(dāng)從使 得能實(shí)現(xiàn)最佳總體數(shù)據(jù)率的候選終端的集合選擇最佳候選終端時(shí)、考慮一個(gè)或多個(gè)其他標(biāo) 準(zhǔn)，與可忽略所服務(wù)的終端之中的更大潛力的某些候選的現(xiàn)有技術(shù)不同（更大潛力的候選 是該樣的服務(wù)的終端CU，在滿(mǎn)足考慮的QoS標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，所述服務(wù)的終端CU能導(dǎo)致大于指 定的服務(wù)的終端CU和考慮的對(duì)D2D的組合數(shù)據(jù)率的、那個(gè)所服務(wù)的終端和考慮的對(duì)D2D的 組合通信數(shù)據(jù)率）。
[0017] 如果候選終端的集合為空，則不授權(quán)終端對(duì)D2Dj.直接通信，并且必須等待并更新 其請(qǐng)求，W在稍后時(shí)間設(shè)立與基站的通信?；疽逊峙淦淙孔V資源，該樣其不能服務(wù)該對(duì) 終端，并且在缺少構(gòu)成用于在符合QoS標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)共享其譜資源的候選的至少一個(gè)終端的 情況下，其不能授權(quán)任何直接通信。
[0018] 當(dāng)存在作為直接通信的候選的多個(gè)終端對(duì)D2Dj.時(shí)，可對(duì)于各個(gè)終端對(duì)執(zhí)行準(zhǔn)入驗(yàn) 證。驗(yàn)證然后導(dǎo)致與存在的正驗(yàn)證其準(zhǔn)入性的終端對(duì)一樣多的候選終端的集合。
[0019] 在實(shí)現(xiàn)中，該方法進(jìn)一步，對(duì)于準(zhǔn)入對(duì)D2Dj.和對(duì)于所述對(duì)的集合Rj.的每一終端 CUi，確定與終端CUi和對(duì)D2DJ分別關(guān)聯(lián)的傳送功率對(duì)，使得該傳送功率對(duì)應(yīng)于用于終端CUi 和用于對(duì)D2Dj.的最大組合數(shù)據(jù)率。
[0020] 由此，本發(fā)明的方法單獨(dú)處理QoS約束，并且還確定用于候選終端和用于對(duì)的功 率電平，W便實(shí)現(xiàn)最大組合數(shù)據(jù)率。該操作使得可能簡(jiǎn)化達(dá)到最佳總體數(shù)據(jù)率的初始問(wèn)題， 該最佳總體數(shù)據(jù)率用于完全裝載的基站所服務(wù)的通信、w及利用已分配的譜資源的共享而 授權(quán)的直接通信。
[0021] 在特定實(shí)現(xiàn)中，終端CUi形成集合的一部分，如果其滿(mǎn)足W下方程組的話(huà)：
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通信方法（I)，由接入網(wǎng)的基站（SB)實(shí)現(xiàn)以便在該站所標(biāo)識(shí)的終端（CU, D2D) 之間分配譜資源，該站已向具有經(jīng)由基站設(shè)立的通信的所標(biāo)識(shí)的終端CUi*配其全部譜資 源，所述終端被稱(chēng)為"被服務(wù)的"，該方法的特征在于其包括，對(duì)于作為直接通信的候選的每 一終端對(duì)D2D J: ?在候選終端CUi和對(duì)D2D」?jié)M足它們的相應(yīng)QoS標(biāo)準(zhǔn)的唯一約束下，通過(guò)確定作為與 對(duì)D2D」共享它們的相應(yīng)譜資源的候選的所服務(wù)的終端CU i的集合R」，來(lái)驗(yàn)證對(duì)D2D」的準(zhǔn)入 性，獨(dú)立于確定對(duì)于除了對(duì)D2D」之外的作為直接通信的候選的終端的任何其他對(duì)D2D」所確 定的終端⑶i的集合R k，來(lái)確定該集合Rj。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的通信方法（1)，進(jìn)一步包括，對(duì)于準(zhǔn)入對(duì)D2Dj并且對(duì)于所述對(duì)的 集合&的每一終端⑶i，確定與終端CT i和對(duì)D2\_分別關(guān)聯(lián)的傳送功率對(duì)，從而該傳送功率 對(duì)使得用于終端CUJP用于對(duì)D2^_的數(shù)據(jù)率之和最大化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的通信方法（1)，其中如果終端⑶i滿(mǎn)足以下方程組， 則終端CTiB成集合L的一部分：
其中， gj，對(duì)D2D」的終端之間的信道增益； gi，B，上行鏈路上的終端⑶i和基站之間的信道增益； ，從該對(duì)D2Dj的發(fā)射機(jī)到基站的干擾鏈路的信道增益； Iiij，從終端⑶,到該對(duì)D2D」的接收機(jī)的干擾鏈路的信道增益； σ N，每一信道上的加性高斯白噪聲的功率； Pmax，終端的最大傳送功率； g,min對(duì)D2D」所需要的最小SINR級(jí)別；和 Cnin終端CUi所需要的最小SINR級(jí)別。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的通信方法（1)，其中如果終端CU 1與終端對(duì)D2D」的 接收機(jī)終端的距離大于或等于通過(guò)以下方程組確定的距離，則終端(^屬于集合R』：
其中： hj ,B 是對(duì)D2D」的信道增益與從對(duì)D2D」的發(fā)射機(jī)到基站的干擾鏈路的信道增益之間的增益 因子； gj，對(duì)D2Dj的終端之間的信道增益； gi，B，上行鏈路上的終端⑶i和基站之間的信道增益； ，從該對(duì)D2Dj的發(fā)射機(jī)到基站的干擾鏈路的信道增益； Iiij，從終端⑶,到該對(duì)D2D」的接收機(jī)的干擾鏈路的信道增益； σ N，每一信道上的加性高斯白噪聲的功率； Pmax，終端的最大傳送功率； 右,min對(duì)D2D」所需要的最小SINR級(jí)別； Cmin終端CUi所需要的最小SINR級(jí)別； α傳播衰減；和 K接入網(wǎng)的參數(shù)所確定的常數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2到4的任一個(gè)的通信方法（1)，其中與終端CUi和對(duì)D2Dj關(guān)聯(lián)的傳 送功率對(duì)通過(guò)以下方程組給出： P P- " , ^ _r· _ r!、 . ?
-3- mo v i f< f (E^,Ef) = log2(l +? + log2(l +是對(duì)候選終端⑶占終端對(duì)1)20」的相應(yīng)數(shù) 據(jù)率求和的函數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任一個(gè)的通信方法（1)，其中對(duì)于作為直接通信的候選的 多個(gè)終端對(duì)D2D」重復(fù)準(zhǔn)入驗(yàn)證。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一個(gè)的通信方法（I)，進(jìn)一步包括確定集合L的多個(gè)終 端(^之中的最佳終端，該最佳終端是滿(mǎn)足本地?cái)?shù)據(jù)率改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的終端，對(duì)于集合\的終端 的本地?cái)?shù)據(jù)率改進(jìn)通過(guò)首先當(dāng)那個(gè)終端正與那對(duì)共享其資源時(shí)由那個(gè)終端和對(duì)D2Dj所分 別獲得的數(shù)據(jù)率之和、與其次當(dāng)那個(gè)終端沒(méi)有正與那對(duì)〇20」共享其資源時(shí)由那個(gè)終端所獲 得的數(shù)據(jù)率之間的差來(lái)確定。
8. 根據(jù)與權(quán)利要求6組合的權(quán)利要求7的通信方法（1)，其中對(duì)于所有分離集合來(lái)確 定最佳終端。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6到8中的任一個(gè)的通信方法（1)，進(jìn)一步包括動(dòng)作由非分離集合 聯(lián)合確定最佳終端，所述最佳終端使得可能借助于權(quán)重優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)率的最大增 加。
10. -種基站（SB)，適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一個(gè)的通信方法。
11. 一種接入網(wǎng)，包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求10的基站。
12. -種數(shù)據(jù)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述程序包括當(dāng)所述程序被裝載在用于執(zhí)行 根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一個(gè)的通信方法的基站中并由該基站運(yùn)行時(shí)、適于執(zhí)行該通信方 法的程序指令。
13. -種數(shù)據(jù)介質(zhì)，包括程序指令，當(dāng)所述程序被裝載在用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到9 中任一個(gè)的通信方法的基站中并由該基站運(yùn)行時(shí)，所述程序指令適于執(zhí)行該通信方法。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及由接入網(wǎng)的基站實(shí)現(xiàn)的用于向終端分配譜資源的通信方法，意圖是所述終端之間的直接通信(D2D)，該站已向具有經(jīng)由其基站建立的通信的所服務(wù)的終端(CUi)分配其全部譜資源，所述終端定義終端組(P)。所述用于從傳統(tǒng)通信中已使用的資源選擇用于D2D通信的譜資源的方法包括：控制作為用于直接通信的候選的終端對(duì)D2Dj的準(zhǔn)入，包括定義作為與終端對(duì)D2Dj共享它們的相應(yīng)譜資源的候選的所服務(wù)的終端CUi的集合(Rj)，唯一約束是由終端CUi和對(duì)D2Dj遵守其相應(yīng)QoS標(biāo)準(zhǔn)。
【IPC分類(lèi)】H04W28-18, H04W72-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104838691
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380059301
【發(fā)明人】J.尤恩-伍
【申請(qǐng)人】奧林奇公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2013年10月8日
【公告號(hào)】EP2907339A1, US20150257185, WO2014057209A1