【正文】 rence{UEId}的值越不穩(wěn)定。此外，還可采用另一種計算方式：AveInterference{UEId} = ((time1) / time) * AveInterference{UEId} + 1 / time * Interference_measured{UEId}其中time的初始值是1，然后平均每個過程增加1。 形成平均干擾表用戶序號對應的干擾測量值將形成記錄表AveInterference_UEId _list，該表包含了用戶ID和對應的平均干擾值。如下圖所示：圖 52 AveInterference_UEId _list中的內容D2D UE可以使用平均干擾信息避免來自于蜂窩用戶設備的有害干擾，并實現(xiàn)靈活的無線資源管理決策。 D2D傳輸?shù)母蓴_控制協(xié)調過程基于上述干擾控制協(xié)調方案，本節(jié)給出一種可行的D2D干擾避免過程。整個過程分為兩個階段：連接建立階段和數(shù)據(jù)傳輸階段，共6個步驟。連接建立階段在這個階段中，主要是在D2D用戶設備之間進行配對，例如D2D通信雙方進行探測/確認/識別，并在發(fā)送設備和接收設備之間建立連接。D2D UE在這一階段主要完成干擾測量的工作，在下一階段中D2D UE將使用干擾測量結果進行分布式無線資源管理。這一階段將持續(xù)幾十或幾百毫秒，對于描述干擾測量過程這些時間是足夠的。1) D2D接收端通過蜂窩用戶上行鏈路無線資源管理信息(UL RRM information)獲得資源分配信息；2) 測量相應的蜂窩用戶設備造成的平均干擾，并將測量結果填入AveInterference_UEId _list。3) 如果需要，TxUE和RxUE之間可以以任何形式交換干擾信息。注意：RxUE向TxUE發(fā)送干擾信息以幫助TxUE進行RRM決策。但如果TxUE和RxUE之間的距離比較小并且它們周圍的干擾環(huán)境相似，那么干擾測量可以由TxUE完成，它們之間就不需要交換干擾信息了。如果考慮雙向通信（即D2D以TDD方式交互），TxUE和RxUE都應測量它們各自從CeUE接收到的干擾，并在數(shù)據(jù)傳輸之前互換這些信息。例如TxUE(RxUE)將干擾信息發(fā)送給RxUE(TxUE)，RxUE(TxUE)將其與自己的干擾表中的信息相比較，并將與表中不同的信息回傳給TxUE(RxUE)。而TxUE和RxUE之間可以用任意形式互換信息，例如，測量的干擾可以用比特數(shù)來量化。如何量化需要考慮精度和效率之間的折中，例如，可以采用多比特數(shù)的高精度量化或者僅用1比特表示可用/不可用。數(shù)據(jù)傳輸階段在這一階段，D2D通信對可以通過資源競爭的自主地完成數(shù)據(jù)傳輸。在前一階段建立起的AveInterference_UEId_list將用于D2D RRM的決策。4) TxUE和RxUE之間可以采用握手和競爭過程。D2D信令和數(shù)據(jù)傳輸使用與蜂窩網(wǎng)絡上行鏈路相同的幀結構，因此時間關系可以界定，通過資源競爭，D2D UE可得知在特定的時間里哪些資源將被使用。5) 在D2D進行傳輸之前TxUEs通過獲得的上行資源分配信息預測所使用資源的潛在干擾圖樣。這可以分為如下兩步： 51) 在D2D進行傳輸之前，D2D TxUEs通過上行資源分配信息獲知哪一個蜂窩用戶在哪些資源上傳輸。蜂窩用戶信息在圖5中命名為Decoded UL_Map，其中顯示了各蜂窩用戶的資源分配情況。 52) 依據(jù)在連接建立階段測量/交換得到的干擾信息，D2D TxUEs可獲得來自Decoded UL_Map中每個UE的潛在干擾，形成相應資源的預測干擾場景(Predicted Interference Scenario)，過程如下圖所示。圖 53 形成預測干擾圖樣的過程6) 根據(jù)預測干擾圖樣，D2D做出RRM的決策，并開始進行傳輸，例如圖 51所示的場景中UE3UE4的D2D通信對可以選擇復用分配給CeUE2的資源，而不是分配給CeUE1的資源。注意：干擾測量和信息交換發(fā)生在連接建立階段。當然，在數(shù)據(jù)傳輸階段來自Cellular UE的干擾可能會變化。但是它變化緩慢，并且所需要的信令開銷較低。在數(shù)據(jù)傳輸階段，RxUE會繼續(xù)測量干擾，并且以某種方式對干擾信息進行更新，如步驟4中所描述的那樣，例如在RxUE向TxUE發(fā)送的信息中包含干擾更新信息。其他D2D鏈路的干擾問題此外，D2D傳輸在受到蜂窩用戶上行干擾的同時，還可能受到來自其他D2D用戶的干擾，如圖 54所示。UE3可能在受到蜂窩用戶（UE1）的干擾同時，很可能受到另一對D2D（UE5）的干擾，主要原因是D2D通信對之間距離較近。下面給出兩種可行的方法來解決這一問題。圖 54 來自其他D2D傳輸?shù)母蓴_首先，參考前面描述的傳輸過程，D2D在進行傳輸之前會經(jīng)過資源競爭的過程。因此D2D也會接收到來自鄰近D2D通信對的資源競爭消息，由此D2D UE可以得知自己會受到其他鄰近D2D對的干擾，從而可以獲得精確的干擾測量結果。由于干擾測量是基于一段較長時間的觀測，并且每個蜂窩用戶都有可能被分配到一個無其他D2D干擾的資源上，因此只需關注無其他D2D干擾的資源而無需對其他D2D干擾進行檢測，就可以得到精確地干擾測量結果。其次，如果需要對其他D2D的干擾進行檢測，仍然可以通過前面提出的資源競爭機制來實現(xiàn)。在競爭過程中通過交互發(fā)送功率的信息，可以計算出UE5UE3的路徑損耗。此類干擾的計算可以采用如下方法：Messing_Interference = Tx_Power (UE5) pathloss (UE5UE3) 雖然高精度的功率檢測不易實現(xiàn)，但通過這個方法可得到相關的檢測結果。 結論本節(jié)提出了一種基于上行資源分配信息和干擾測量的D2D干擾控制協(xié)調方案，解決蜂窩上行對D2D造成的干擾問題。方案中通過獲得蜂窩用戶上行資源分配信息，并對D2D用戶受到的平均干擾進行測量，可以獲知D2D用戶來自/到蜂窩用戶的相關距離。通過D2D用戶之間交換干擾測量表信息，使分布式模式下的D2D進行靈活的無線資源管理。這一特征也允許分配給蜂窩用戶設備的資源可以被彼此之間距離足夠遠的D2D UEs多次使用。 此外，D2D UE可以通過前面所描述的握手和競爭機制獲得來自鄰近D2D通信對的干擾以輔助進行分布式的D2D無線資源管理。由此可以更精確的測量和檢測蜂窩用戶對D2D用戶的干擾。 D2D對蜂窩上行干擾避免方案在D2D復用蜂窩系統(tǒng)上行頻譜資源進行傳輸?shù)牡幕旌暇W(wǎng)絡中，最大的挑戰(zhàn)來自于控制和協(xié)調D2D發(fā)送端與被復用資源的蜂窩用戶相互之間的干擾，而來自D2D發(fā)射端的干擾更加復雜。本節(jié)提出了一種基于預期干擾限的D2D干擾控制協(xié)調方案，從而避免D2D UE對于蜂窩上行通信的干擾。 問題描述在D2D與蜂窩網(wǎng)絡構成的混合網(wǎng)絡中，考慮D2D通信復用蜂窩系統(tǒng)上行頻譜資源的場景。本文要解決的問題是：如何為D2D通信選取合適的頻譜復用資源從而避免D2D UE對于蜂窩上行通信的干擾。D2D通信對于蜂窩上行通信的干擾如下圖所示。UE均采用全向天線，如果D2D發(fā)送終端（D2DTx）復用蜂窩終端（CeUE）的上行資源，將會對其上行傳輸造成干擾。在圖中，CeUE2處于小區(qū)邊緣地帶，因此能夠承受的干擾較低。如果D2DTx采用復用CeUE2的上行資源進行發(fā)送，則會使CeUE2的傳輸遭受嚴重干擾而無法正常通信。而CeUE1距離基站較近，其干擾承受度即干擾余量較高，如果D2DTx復用CeUE1的資源，就不會對其上行傳輸造成較大的影響。因此在合理控制D2DTx發(fā)送功率的前提下，應該指導D2DTx盡量先復用CeUE1的上行資源進行D2D傳輸。圖 55 D2D通信對于蜂窩上行傳輸?shù)母蓴_示意圖在上述D2D與蜂窩混合網(wǎng)絡的場景中，最大的挑戰(zhàn)來自于控制和協(xié)調D2DTx與被復用資源的CeUE相互之間的干擾，而來自D2DTx的干擾更加復雜，如果沒有網(wǎng)絡輔助，D2D很難獲知不同RB上可容忍的干擾余量以及多個并發(fā)的D2D鏈路造成的累積干擾。本節(jié)提出的解決方案主要針對這類干擾問題。 干擾控制協(xié)調方案為實現(xiàn)網(wǎng)絡輔助的自主D2D通信，必須對D2D UE對蜂窩上行傳輸?shù)母蓴_進行控制和協(xié)調。本節(jié)中我們給出了一種可行的實現(xiàn)方案。（1）基站統(tǒng)計和計算每個CeUE的上行傳輸資源及其能承受的D2D通信預期干擾限，并周期更新該干擾限。（2）基站根據(jù)獲知的干擾控制協(xié)調信息和調度信息，將CeUE的上行傳輸資源能承受的D2D通信預期干擾限形成預期的UE資源干擾表，并廣播下發(fā)至D2D UE。（3）D2D UE依據(jù)該UE資源干擾表執(zhí)行RRM決策，靈活執(zhí)行包括分配復用資源和設置發(fā)送信號功率的資源管理決策，避免對蜂窩上行通信造成強干擾。因預期干擾限是周期更新的，能應對時變的干擾情況與業(yè)務傳輸?shù)膶崟r質量需求?；就ㄟ^調整、更新預期干擾限的計算參數(shù)，網(wǎng)絡運營商能夠對D2D UE產生的干擾進行控制，并權衡蜂窩系統(tǒng)和D2D系統(tǒng)間的性能折中。 D2D通信的干擾控制協(xié)調過程本方案可分為三步，基本思路為：首先基站針對CeUE上行資源進行干擾限計算、更新，然后基站形成預期UE資源干擾表下發(fā)至D2D UE，D2D UE依據(jù)此表進行RRM決策。步驟1：基站針對CeUE上行資源進行干擾限計算與更新基于上行無線資源管理RRM決策、運營商預設參數(shù)以及其他可以獲得的信息如：上行接收干擾功率、蜂窩UE到基站的路徑損耗、蜂窩UE最大發(fā)送功率等，基站針對各CeUE的上行資源（包括多個上行資源塊）計算并更新預期平均D2D干擾限λ。并且由于蜂窩上行的動態(tài)資源分配，該預期平均D2D干擾限應根據(jù)一定周期進行更新。：劃分CeUE的上行資源的干擾水平區(qū)間基站將CeUE上行資源的干擾水平空間劃分為多個區(qū)間。每個區(qū)間代表了CeUE不同的干擾承受度。如圖 56所示的方案中，由兩個干擾門限值：總干擾上限γu和安全干擾限γs將干擾水平空間劃分為3個區(qū)間，即分為安全范圍、可接受范圍以及危險范圍。其中總干擾上限γu表示該CeUE能承受的干擾上限，而安全干擾限γs表示CeUE通信不受有害干擾的安全干擾上限。為了保證網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，這些值由網(wǎng)絡運營商設定，并且這兩個門限值的計算依賴于上行無線資源管理、CeUE特性等等。圖 56某CeUE上行資源的干擾水平劃分示意圖劃分該CeUE上行資源的不同干擾水平區(qū)間的干擾門限值可由CeUE的每個上行RB上的干擾門限值計算而來?；緦υ揅eUE的所有RB進行統(tǒng)計，得到各個RB的干擾門限值，再計算得到基于UE的干擾門限值。下面給出門限值計算方式的示例。首先對于該UE的每個上行RB，基站可以計算得到各RB的干擾門限值：ωu = Pmax – 10lg(N) – L – σωs= min(ωu – ρR, PIB +ρA)其中，ωu表示RB上的總干擾上限，ωs表示RB上安全干擾限。Pmax表示CeUE的最大發(fā)送功率，該值可以由用戶設備類別獲取。N是分配給該CeUE的RB數(shù)目，由上行無線資源管理信息可知。L是CeUE和基站之間的路徑損耗。由CeUE向基站報告參考信號的接收功率(Reference Signal Receiving Power，RSRP)，而基站發(fā)送功率已知，則基站可以計算出它和CeUE之間的路徑損耗。σ是特定RB的信號干擾噪聲比（SINR）目標值。它是由基站所選擇的調制和解碼方案所決定的。ρR是考慮相關用戶設備的質量要求和傳輸類型而保留的干擾余量。它用于抵制快衰影響、干擾波動以及由多個D2D UE同時傳輸所造成的干擾累積效應。考慮QoS要求以及服務類型，對不同的用戶設備/傳輸，干擾余量應當是不同的。PIB是在特定的RB上接收到的干擾功率，CeUE的協(xié)議中已要求對其進行測量。ρA是指考慮接收的干擾功率、上行鏈路干擾控制能力以及HARQ時，允許的干擾余量。除N外，等式中的所有值都是分貝（dB）值。然后，基站根據(jù)上行調度信息，將該UE的所有上行RB的干擾門限值進行處理，獲得該UE的干擾門限值?；赨E的干擾門限值γu及γs可以是所有RB上干擾門限值的函數(shù)，如選擇所有RB上干擾門限值的線性平均值或者最小值。一種簡單的平均方法如下：其中ωu,i表示第i個RB上總干擾上限，ωs,i表示第i個RB上安全干擾限，i是1到N之間的正整數(shù)。注意：對于干擾水平區(qū)間的劃分也不一定局限于兩個門限，可以根據(jù)需要劃分更多的區(qū)間。：基站計算D2D通信的預期干擾限 根據(jù)上一步對CeUE干擾水平區(qū)間的劃分，基站基于CeUE上行資源已受到的干擾情況計算D2D通信的預期干擾限，并定期進行更新，保證D2D通信產生的對CeUE上行通信的干擾不超過該CeUE可以承受的最大干擾。下面給出一個計算D2D通信的預期干擾限值λ的例子：其中錯誤!未找到引用源。PIU表示該CeUE接收到的干擾功率， PN為噪聲功率。當然，UE的預期干擾限也可以通過計算各RB的預期干擾限然后做平均處理獲得。：基站對D2D通信的預期干擾限進行更新根據(jù)實際測量到的干擾值與各門限的關系，對λ做相應的調整。例如如果當前實際的測量干擾水平比安全干擾總量低，下一個時間段內的λ值可以以一定的步長增加，反之如果實際測量干擾水平超過CeUE干擾上限，則需要以一定的步長不斷減小λ值，防止實際干擾超過最大干擾水平上限。與門限進行比較的實測干擾值可以是一段時長內的統(tǒng)計平均值。一種可能的計算方式如下：其中是可調的遺忘因子，取值為0≤α≤1。越大，表示更新速度越快。錯誤!未找到引用源。為當前第k次測量的CeUE受到的干擾值。錯誤!未找到引用源。是統(tǒng)計平均干擾值。λ的更新如下：λ (m) = λ (m1) + Δ其中，λ (m)為第m次更新后的數(shù)值，λ (m1)則是第m1次更新后的值，Δ是更新步長，m是正整數(shù)。對于不同的范圍，λ應相應地設定不同的更新步長。在圖 56所示的方案中，可使用Δd、Δa、Δs分別代表危險范圍、可接受范圍和安全范圍的步長。如果測量到的干擾處于安全干擾范圍，應選擇Δs作為更新的步長。更新后的值不應當超過允許的期望的干擾的最大值λmax，λmax的定義如下：注意：如果需要更精細的干擾控制，干擾范圍的數(shù)字可大于3。步長Δd、Δa、Δs的設置取決于控制干擾