多天线场景下d2d通信与蜂窝通信共存的通信方法及系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法及系统，为改善现有通信质量差/频谱利用率低等问题而设计。所述方法进行蜂窝通信包括：步骤A1：基站和D2D发送端均向蜂窝用户和D2D接收端发送训练序列；步骤A2：蜂窝用户以及D2D接收端均利用训练序列进行信道状态估计，将得到的信道状态信息反馈至基站；步骤A3：基站接收并根据所述信道状态信息，将空间维度分为用以蜂窝通信的第一空间维度以及用以D2D通信且与所述第一空间维度互不交叠的第二空间维度；步骤A4：基站采用第一预编码矩阵将蜂窝信号限制在第一空间维度上并发送蜂窝信号；步骤A5：蜂窝用户从第一空间维度上接收蜂窝信号，具有频带利用率高，通信容量大等优点。
【专利说明】多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存 的通信方法及系统。
【背景技术】
[0002] 宏蜂窝通信，用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线信道进行通 信，且任意两个终端之间的通信均是通过基站进行中继的，两终端之间不直接通信。
[0003] D2D (Device-to-Device)通信技术是终端之间通过复用蜂窝小区的频率资源直接 进行通信。
[0004] 蜂窝通信与D2D通信相结合使用，使得频谱资源的利用率提高了。引入D2D通信 后，由基站为蜂窝通信分配其所需的频率资源，基站可以为其分配专用资源（即与蜂窝用 户的所用频率正交），这样虽然不会引入干扰，但与我们提高频谱利用率的初衷相悖。由于 频率资源的稀缺，我们通常讨论另外一种情况--非正交资源分配，即基站为D2D用户分配 与蜂窝用户相同的频率资源，这样必然带来了同频干扰的问题，故如何在提高频谱资源利 用率的同时，保证通信质量，成为蜂窝通信与D2D通信相结合的通信方法及系统中急需解 决的一个问题。
【发明内容】
[0005] (-）发明目的
[0006] 为解决上述问题，本发明旨在提供一种既能提高频谱资源利用率的且能保证良好 的通信质量的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法及系统。
[0007] (二）技术方案
[0008] 为达上述目的，本发明多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，进行 所述蜂窝通信包括以下步骤：
[0009] 步骤A1 :基站和D2D发送端均向蜂窝用户和D2D接收端发送训练序列；
[0010] 步骤A2 :蜂窝用户以及D2D接收端，均利用训练序列进行信道状态估计，将得到的 信道状态信息反馈至基站；
[0011] 步骤A3 :基站接收并根据所述信道状态信息，将空间维度分为用以蜂窝通信的第 一空间维度以及用以D2D通信且与所述第一空间维度互不交叠的第二空间维度；
[0012] 步骤A4:基站采用第一预编码矩阵，将蜂窝信号限制在第一空间维度上并发送蜂 窝信号；
[0013] 步骤A5 :蜂窝用户从第一空间维度上接收蜂窝信号。
[0014] 优选地，
[0015] 进行所述D2D通信包括以下步骤：
[0016] 步骤B1 :基站将空间维度划分结果发送至D2D发送端以及D2D接收端；
[0017] 步骤B2 :D2D发送端以及D2D接收端接收所述空间维度划分结果；
[0018] 步骤B3 :D2D发送端利用第二预编码矩阵将D2D信号限制在第二空间维度上并发 送所述D2D信号；
[0019] 步骤Μ :D2D接收端接收信号，将同频带上第一空间维度上的蜂窝信号和加性噪 声共同视作有色高斯噪声，利用滤波矩阵将有色高斯噪声白化，提取D2D信号。
[0020] 优选地，在所述步骤A3中进行空间维度划分时，第一空间维度的划分优先级高于 第二空间维度。
[0021] 优选地，所述步骤A3中还包括基站根据信道状态信息对蜂窝通信以及D2D通信的 发送功率的分配，并将D2D通信的发送功率分配结果发送至所述D2D发送端；
[0022] 所述步骤A4中根据所述功率分配结果发送蜂窝信号；
[0023] 所述步骤B3中根据所述功率分配结果发送D2D信号。
[0024] 优选地，基站通过下列公式进行蜂窝通信以及D2D通信的发送功率的分配：
【权利要求】
1. 一种多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，其特征在于，进行所述蜂 窝通信包括以下步骤： 步骤A1 :基站和D2D发送端均向蜂窝用户和D2D接收端发送训练序列； 步骤A2 :蜂窝用户以及D2D接收端，均利用训练序列进行信道状态估计，将得到的信道 状态信息反馈至基站； 步骤A3 :基站接收并根据所述信道状态信息，将空间维度分为用以蜂窝通信的第一空 间维度以及用以D2D通信且与所述第一空间维度互不交叠的第二空间维度； 步骤A4:基站采用第一预编码矩阵，将蜂窝信号限制在第一空间维度上并发送蜂窝信 号； 步骤A5 :蜂窝用户从第一空间维度上接收蜂窝信号。
2. 根据权利要求1所述的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，其特征 在于， 进行所述D2D通信包括以下步骤： 步骤B1 :基站将空间维度划分结果发送至D2D发送端以及D2D接收端； 步骤B2 :D2D发送端以及D2D接收端接收所述空间维度划分结果； 步骤B3 :D2D发送端利用第二预编码矩阵将D2D信号限制在第二空间维度上并发送所 述D2D信号； 步骤Μ :D2D接收端接收信号，将同频带上第一空间维度上的蜂窝信号和加性噪声共 同视作有色高斯噪声，利用滤波矩阵将有色高斯噪声白化，提取D2D信号。
3. 根据权利要求2所述的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，其特征 在于，在所述步骤A3中进行空间维度划分时，第一空间维度的划分优先级高于第二空间维 度。
4. 根据权利要求3所述的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，其特征 在于，所述步骤A3中还包括基站根据信道状态信息对蜂窝通信以及D2D通信的发送功率的 分配，并将D2D通信的发送功率分配结果发送至所述D2D发送端； 所述步骤A4中根据所述功率分配结果发送蜂窝信号； 所述步骤B3中根据所述功率分配结果发送D2D信号。
5. 根据权利要求4所述的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，其特征 在于，基站通过下列公式进行蜂窝通信以及D2D通信的发送功率的分配： argmaxJ(/},P2) s. t. Trace ^ p1；max Trace (V2P2V2h) ^ p2；max C2(P2) ^R2,mi" T(P1,P2)=C1 (P^+C^P^ 其中，Pi为蜂窝信号功率分配矩阵，P2为D2D信号功率分配矩阵；'为第一预编码矩阵， V，为第一预编码矩阵的转置，V2为第二预编码矩阵，V2H为第二预编码矩阵的转置； Pl，max为 蜂窝信号的最大功率，P2，max为D2D信号的最大功率；Ci为蜂窝通信信道的信道容量，C 2为 D2D通信信道的信道容量；为预设的蜂窝通信的最小传输速率，R2，min为预设的D2D通 信的最小传输速率。
6. -种多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信方法，其特征在于，进行D2D通信 包括以下步骤： 步骤B1 :基站和D2D发送端均向蜂窝用户和D2D接收端发送训练序列； 步骤B2 :蜂窝用户以及D2D接收端均利用训练序列进行信道状态估计，将得到的信道 状态信息反馈至基站； 步骤B3 :基站接收并根据所述信道状态信息，将空间维度分为用以蜂窝通信的第一空 间维度以及用以D2D通信且与所述第一空间维度互不交叠的第二空间维度； 步骤B4 :基站将空间维度划分结果发送到D2D发送端、D2D接收端； 步骤B5:D2D发送端接收所述空间维度划分结果，利用第二预编码矩阵将D2D信号限制 在第二空间维度上并发送所述D2D信号； 步骤B6:D2D接收端接收信号，将同频带上第一空间维度上的蜂窝信号和加性噪声共 同视作有色高斯噪声，利用滤波矩阵将有色高斯噪声白化，提取D2D信号。
7. -种多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信系统，包括基站、蜂窝用户、D2D 发送端以及D2D接收端，其特征在于，包括 ： 第一训练序列发送单元位于基站，分别向蜂窝用户以及D2D接收端发送训练序列； 第二训练序列发送单元位于D2D发送端，分别向蜂窝用户以及D2D接收端发送训练序 列； 第一信道状态信息估计单元位于蜂窝用户端，接收并根据所述训练序列进行信道状态 估计，并反馈至所述基站； 第二信道状态信息估计单元位于D2D接收端，接收并根据所述训练序列进行信道状态 估计，并反馈至所述基站； 无线网络控制器位于基站，接收并根据所述信道状态信息，将空间维度分为用以蜂窝 通信的第一空间维度以及用以D2D通信且与所述第一空间维度互不交叠的第二空间维度； 第一信号发送单元，位于基站，利用第一编预码矩阵将蜂窝信号限制在第一空间维度 上并发送所述蜂窝信号。； 蜂窝信号接收单元，位于蜂窝用户端，从第一空间维度上接收蜂窝信号。
8. 根据权利要求7所述的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信系统，其特征 在于， 空间维度划分结果发送单元位于基站，用以向D2D发送端、D2D接收端发送空间维度划 分结果； 空间维度划分结果接收单元位于D2D发送端、D2D接收端，接收所述空间维度划分结 果； 第二信号发送单元位于D2D通信发送端，利用第二预编码矩阵将D2D信号限制在第二 空间维度上并发送所述D2D信号； D2D信号接收单元位于D2D接收端，接收信号，将同频带上第一空间维度上的蜂窝信号 和加性噪声共同视作有色高斯噪声，利用滤波矩阵将有色高斯噪声白化，提取D2D信号。
9. 根据权利要求7或8所述的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信系统，其 特征在于，在所述基站进行空间维度划分时，第一空间维度的划分优先级高于第二空间维 度。
10. 根据权利要求7、8或9所述的多天线场景下D2D通信与蜂窝通信共存的通信系统， 其特征在于， 所述基站还包括功率分配单元； 所述功率分配单元根据信道状态信息对蜂窝通信以及D2D通信的发送功率的分配，并 将D2D通信的发送功率分配结果发送至所述D2D发送端； 所述第一信号发送单元根据所述功率分配结果发送蜂窝信号； 所述第二信号发送单元根据所述功率分配结果发送D2D信号； 其中，所述功率分配单元通过下列公式进行蜂窝通信以及D2D通信的发送功率的分 配： s. t. Trace ^ p1；max Trace (V2P2V2h) ^ p2；max C2(P2) ^R2,mi" T(P1,P2)=C1 (P^+C^P^ 其中，Pi为蜂窝信号功率分配矩阵，P2为D2D信号功率分配矩阵；'为第一预编码矩阵， V，为第一预编码矩阵的转置，V2为第二预编码矩阵，V2H为第二预编码矩阵的转置； Pl，max为 蜂窝信号的最大功率，P2，max为D2D信号的最大功率；q为蜂窝通信信道的信道容量，C 2为 D2D通信信道的信道容量；为预设的蜂窝通信的最小传输速率，R2，min为预设的D2D通 信的最小传输速率。
【文档编号】H04W16/18GK104244265SQ201310233611
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月13日 优先权日:2013年6月13日
【发明者】余阳, 孟蕊, 张万芳, 张骁, 王朝炜, 王卫东 申请人:北京邮电大学