【正文】 rence{UEId}的值越不穩(wěn)定。此外，還可采用另一種計(jì)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(gè)過程增加1。 形成平均干擾表用戶序號(hào)對(duì)應(yīng)的干擾測(cè)量值將形成記錄表AveInterference_UEId _list，該表包含了用戶ID和對(duì)應(yīng)的平均干擾值。如下圖所示：圖 52 AveInterference_UEId _list中的內(nèi)容D2D UE可以使用平均干擾信息避免來自于蜂窩用戶設(shè)備的有害干擾，并實(shí)現(xiàn)靈活的無線資源管理決策。 D2D傳輸?shù)母蓴_控制協(xié)調(diào)過程基于上述干擾控制協(xié)調(diào)方案，本節(jié)給出一種可行的D2D干擾避免過程。整個(gè)過程分為兩個(gè)階段：連接建立階段和數(shù)據(jù)傳輸階段，共6個(gè)步驟。連接建立階段在這個(gè)階段中，主要是在D2D用戶設(shè)備之間進(jìn)行配對(duì)，例如D2D通信雙方進(jìn)行探測(cè)/確認(rèn)/識(shí)別，并在發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備之間建立連接。D2D UE在這一階段主要完成干擾測(cè)量的工作，在下一階段中D2D UE將使用干擾測(cè)量結(jié)果進(jìn)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(duì)于描述干擾測(cè)量過程這些時(shí)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(cè)量相應(yīng)的蜂窩用戶設(shè)備造成的平均干擾，并將測(cè)量結(jié)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(jìn)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(cè)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(yīng)測(cè)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(cè)量的干擾可以用比特?cái)?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?cái)?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(duì)可以通過資源競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)過程。D2D信令和數(shù)據(jù)傳輸使用與蜂窩網(wǎng)絡(luò)上行鏈路相同的幀結(jié)構(gòu)，因此時(shí)間關(guān)系可以界定，通過資源競(jìng)爭(zhēng)，D2D UE可得知在特定的時(shí)間里哪些資源將被使用。5) 在D2D進(jìn)行傳輸之前TxUEs通過獲得的上行資源分配信息預(yù)測(cè)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(jìn)行傳輸之前，D2D TxUEs通過上行資源分配信息獲知哪一個(gè)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(cè)量/交換得到的干擾信息，D2D TxUEs可獲得來自Decoded UL_Map中每個(gè)UE的潛在干擾，形成相應(yīng)資源的預(yù)測(cè)干擾場(chǎng)景(Predicted Interference Scenario)，過程如下圖所示。圖 53 形成預(yù)測(cè)干擾圖樣的過程6) 根據(jù)預(yù)測(cè)干擾圖樣，D2D做出RRM的決策，并開始進(jìn)行傳輸，例如圖 51所示的場(chǎng)景中UE3UE4的D2D通信對(duì)可以選擇復(fù)用分配給CeUE2的資源，而不是分配給CeUE1的資源。注意：干擾測(cè)量和信息交換發(fā)生在連接建立階段。當(dāng)然，在數(shù)據(jù)傳輸階段來自Cellular UE的干擾可能會(huì)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(huì)繼續(xù)測(cè)量干擾，并且以某種方式對(duì)干擾信息進(jìn)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(shí)，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(shí)，很可能受到另一對(duì)D2D（UE5）的干擾，主要原因是D2D通信對(duì)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(jìn)行傳輸之前會(huì)經(jīng)過資源競(jìng)爭(zhēng)的過程。因此D2D也會(huì)接收到來自鄰近D2D通信對(duì)的資源競(jìng)爭(zhēng)消息，由此D2D UE可以得知自己會(huì)受到其他鄰近D2D對(duì)的干擾，從而可以獲得精確的干擾測(cè)量結(jié)果。由于干擾測(cè)量是基于一段較長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，并且每個(gè)蜂窩用戶都有可能被分配到一個(gè)無其他D2D干擾的資源上，因此只需關(guān)注無其他D2D干擾的資源而無需對(duì)其他D2D干擾進(jìn)行檢測(cè)，就可以得到精確地干擾測(cè)量結(jié)果。其次，如果需要對(duì)其他D2D的干擾進(jìn)行檢測(cè)，仍然可以通過前面提出的資源競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。在競(jìng)爭(zhēng)過程中通過交互發(fā)送功率的信息，可以計(jì)算出UE5UE3的路徑損耗。此類干擾的計(jì)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(cè)不易實(shí)現(xiàn)，但通過這個(gè)方法可得到相關(guān)的檢測(cè)結(jié)果。 結(jié)論本節(jié)提出了一種基于上行資源分配信息和干擾測(cè)量的D2D干擾控制協(xié)調(diào)方案，解決蜂窩上行對(duì)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(duì)D2D用戶受到的平均干擾進(jìn)行測(cè)量，可以獲知D2D用戶來自/到蜂窩用戶的相關(guān)距離。通過D2D用戶之間交換干擾測(cè)量表信息，使分布式模式下的D2D進(jìn)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(shè)備的資源可以被彼此之間距離足夠遠(yuǎn)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(jìng)爭(zhēng)機(jī)制獲得來自鄰近D2D通信對(duì)的干擾以輔助進(jìn)行分布式的D2D無線資源管理。由此可以更精確的測(cè)量和檢測(cè)蜂窩用戶對(duì)D2D用戶的干擾。 D2D對(duì)蜂窩上行干擾避免方案在D2D復(fù)用蜂窩系統(tǒng)上行頻譜資源進(jìn)行傳輸?shù)牡幕旌暇W(wǎng)絡(luò)中，最大的挑戰(zhàn)來自于控制和協(xié)調(diào)D2D發(fā)送端與被復(fù)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(fù)雜。本節(jié)提出了一種基于預(yù)期干擾限的D2D干擾控制協(xié)調(diào)方案，從而避免D2D UE對(duì)于蜂窩上行通信的干擾。 問題描述在D2D與蜂窩網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的混合網(wǎng)絡(luò)中，考慮D2D通信復(fù)用蜂窩系統(tǒng)上行頻譜資源的場(chǎng)景。本文要解決的問題是：如何為D2D通信選取合適的頻譜復(fù)用資源從而避免D2D UE對(duì)于蜂窩上行通信的干擾。D2D通信對(duì)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(fù)用蜂窩終端（CeUE）的上行資源，將會(huì)對(duì)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(fù)用CeUE2的上行資源進(jìn)行發(fā)送，則會(huì)使CeUE2的傳輸遭受嚴(yán)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(fù)用CeUE1的資源，就不會(huì)對(duì)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(yīng)該指導(dǎo)D2DTx盡量先復(fù)用CeUE1的上行資源進(jìn)行D2D傳輸。圖 55 D2D通信對(duì)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(luò)的場(chǎng)景中，最大的挑戰(zhàn)來自于控制和協(xié)調(diào)D2DTx與被復(fù)用資源的CeUE相互之間的干擾，而來自D2DTx的干擾更加復(fù)雜，如果沒有網(wǎng)絡(luò)輔助，D2D很難獲知不同RB上可容忍的干擾余量以及多個(gè)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(duì)這類干擾問題。 干擾控制協(xié)調(diào)方案為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)輔助的自主D2D通信，必須對(duì)D2D UE對(duì)蜂窩上行傳輸?shù)母蓴_進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)。本節(jié)中我們給出了一種可行的實(shí)現(xiàn)方案。（1）基站統(tǒng)計(jì)和計(jì)算每個(gè)CeUE的上行傳輸資源及其能承受的D2D通信預(yù)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(diào)信息和調(diào)度信息，將CeUE的上行傳輸資源能承受的D2D通信預(yù)期干擾限形成預(yù)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(fù)用資源和設(shè)置發(fā)送信號(hào)功率的資源管理決策，避免對(duì)蜂窩上行通信造成強(qiáng)干擾。因預(yù)期干擾限是周期更新的，能應(yīng)對(duì)時(shí)變的干擾情況與業(yè)務(wù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)質(zhì)量需求?；就ㄟ^調(diào)整、更新預(yù)期干擾限的計(jì)算參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商能夠?qū)2D UE產(chǎn)生的干擾進(jìn)行控制，并權(quán)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(diào)過程本方案可分為三步，基本思路為：首先基站針對(duì)CeUE上行資源進(jìn)行干擾限計(jì)算、更新，然后基站形成預(yù)期UE資源干擾表下發(fā)至D2D UE，D2D UE依據(jù)此表進(jìn)行RRM決策。步驟1：基站針對(duì)CeUE上行資源進(jìn)行干擾限計(jì)算與更新基于上行無線資源管理RRM決策、運(yùn)營(yíng)商預(yù)設(shè)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(duì)各CeUE的上行資源（包括多個(gè)上行資源塊）計(jì)算并更新預(yù)期平均D2D干擾限λ。并且由于蜂窩上行的動(dòng)態(tài)資源分配，該預(yù)期平均D2D干擾限應(yīng)根據(jù)一定周期進(jìn)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(gè)區(qū)間。每個(gè)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(gè)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(gè)區(qū)間，即分為安全范圍、可接受范圍以及危險(xiǎn)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(luò)的穩(wěn)定性，這些值由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商設(shè)定，并且這兩個(gè)門限值的計(jì)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(gè)上行RB上的干擾門限值計(jì)算而來?；緦?duì)該CeUE的所有RB進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到各個(gè)RB的干擾門限值，再計(jì)算得到基于UE的干擾門限值。下面給出門限值計(jì)算方式的示例。首先對(duì)于該UE的每個(gè)上行RB，基站可以計(jì)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(shè)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(bào)告參考信號(hào)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(jì)算出它和CeUE之間的路徑損耗。σ是特定RB的信號(hào)干擾噪聲比（SINR）目標(biāo)值。它是由基站所選擇的調(diào)制和解碼方案所決定的。ρR是考慮相關(guān)用戶設(shè)備的質(zhì)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(dòng)以及由多個(gè)D2D UE同時(shí)傳輸所造成的干擾累積效應(yīng)?？紤]QoS要求以及服務(wù)類型，對(duì)不同的用戶設(shè)備/傳輸，干擾余量應(yīng)當(dāng)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(duì)其進(jìn)行測(cè)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(shí)，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(diào)度信息，將該UE的所有上行RB的干擾門限值進(jìn)行處理，獲得該UE的干擾門限值。基于UE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(jiǎn)單的平均方法如下：其中ωu,i表示第i個(gè)RB上總干擾上限，ωs,i表示第i個(gè)RB上安全干擾限，i是1到N之間的正整數(shù)。注意：對(duì)于干擾水平區(qū)間的劃分也不一定局限于兩個(gè)門限，可以根據(jù)需要?jiǎng)澐指嗟膮^(qū)間。：基站計(jì)算D2D通信的預(yù)期干擾限 根據(jù)上一步對(duì)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(jì)算D2D通信的預(yù)期干擾限，并定期進(jìn)行更新，保證D2D通信產(chǎn)生的對(duì)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(gè)計(jì)算D2D通信的預(yù)期干擾限值λ的例子：其中錯(cuò)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(dāng)然，UE的預(yù)期干擾限也可以通過計(jì)算各RB的預(yù)期干擾限然后做平均處理獲得。：基站對(duì)D2D通信的預(yù)期干擾限進(jìn)行更新根據(jù)實(shí)際測(cè)量到的干擾值與各門限的關(guān)系，對(duì)λ做相應(yīng)的調(diào)整。例如如果當(dāng)前實(shí)際的測(cè)量干擾水平比安全干擾總量低，下一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的λ值可以以一定的步長(zhǎng)增加，反之如果實(shí)際測(cè)量干擾水平超過CeUE干擾上限，則需要以一定的步長(zhǎng)不斷減小λ值，防止實(shí)際干擾超過最大干擾水平上限。與門限進(jìn)行比較的實(shí)測(cè)干擾值可以是一段時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)平均值。一種可能的計(jì)算方式如下：其中是可調(diào)的遺忘因子，取值為0≤α≤1。越大，表示更新速度越快。錯(cuò)誤!未找到引用源。為當(dāng)前第k次測(cè)量的CeUE受到的干擾值。錯(cuò)誤!未找到引用源。是統(tǒng)計(jì)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(zhǎng)，m是正整數(shù)。對(duì)于不同的范圍，λ應(yīng)相應(yīng)地設(shè)定不同的更新步長(zhǎng)。在圖 56所示的方案中，可使用Δd、Δa、Δs分別代表危險(xiǎn)范圍、可接受范圍和安全范圍的步長(zhǎng)。如果測(cè)量到的干擾處于安全干擾范圍，應(yīng)選擇Δs作為更新的步長(zhǎng)。更新后的值不應(yīng)當(dāng)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(xì)的干擾控制，干擾范圍的數(shù)字可大于3。步長(zhǎng)Δd、Δa、Δs的設(shè)置取決于控制干擾