lte直通通信体系之资源复用及干扰协调

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1、LTE直通通信体系之资源复用及干扰协调1绪论根据国际电信联盟的数据显不，2010年全世界移动互联网用户数达9.4亿，移动互联网用户的年增长率将达到69%，而截至2012年10月，这一数字已经攀升到了15亿⑴。与之相伴的是移动网络流量的激增。2010年年初开始，移动网络流量开始超过移动语音流量，成为移动数据流量的主体，半年后，两者之比为1：1.5,预计2015年数据流量会比2010年增加26倍，移动流量在整体互联网流量中的占比从2009年的1%上升到2012年的12%，上升势头十分明显。与之相对，由于類谱带宽需要被应用到医疗

2、、卫生、广播、军事等多个领域，可以分配给移动通信系统的带宽实际上不到600MHz。但预计到2020年，无线带宽需求将会超过1200MHz,按目前分配方案，带宽资源根本无法满足无线通信发展的需求；同时，5GHz以下的带宽分配巳经十分拥挤，高频频段的开发又面临多重困难，所以更加合理有效地利用带宽就变得更为重要[2]。未来无线蜂窝通信网络应该有高速率、大容量以及更高的QoS的特点。在无线通信的相关研究中，科学家们将会努力提高频谱资源利用率，增大系统吞吐量，改善移动通信质量，实现无线宽带化，致力于改善无线通信用户的无线通信业务体验

3、。本章将首先对LTE及LTE-A的技术背景和特点做简要介绍，其次阐述提高带宽资源利用率的终端直通通信技术（Device-to-Devicemunication,D2D)[3-5]；然后，将对本文内容的工程意义和研究动机做简单介绍；最后介绍本文的主要内容和结构安排。1.1LTE与LTE-A近年来，随着移动互联网业务的发展，高速移动网络已经成为3G及其后代衍生所必须解决的问题。用户希望在未来十年内移动通信可以维持目前的发展速度，实现高速移动通信服务。2004年第三代合作伙伴项目（3rdGenerationPartnership

4、Project,3GPP)的多伦多会议启动了对通用移动通讯系统（UniversalMobileTelemunicationsSystem，UMTS)的长期演进（LongTermEvolution，LTE)计划，LTE作为UMTS向4G进行演进的过渡版本，在从电路报文切换到IP结构之间的系统结构简化做了大量改进。继2008年底发布了LTE的首个版本3GPPRelease8后，于2011年完成了LTE-A(即3GPPRelease10)标准的制定，2012年ITU在无线电通信大会上审议通过，将LTE-Advanced(3GPP

5、LTE-A)与AN-Advanced(IEEE802.16m)确立为IMT-Advanced(4G)的国际标准⑴。1.1.1无线通信的发展历程19世纪80年代，以实现语音传输为主要目的的第一代无线通信（1G)诞生了，由于不同国家使用了不同的载波频率，在不同国家间无法实现漫游，不同国家中形成了独立的通信系统欧洲的TACS(TotalAccessmunicationSystem),日本的J-TACS(JapaneseTotalAccessmunication)等。]990年之后，步入第二代移动通信时代（2G)纪元，即GSM(G

6、lobalSystemforMobilemunication)时代，在2G时代，移动通信不仅实现了漫游，更由于欧洲通信标准协会组织标准制定，.使得带宽分配等问题得到了兼容性的解决。90年代后期，基于CDMA技术的第三代移动通信技术（3G)逐渐成熟，三种主流技术标准A、CDMA2000和TD-SCDMA,不仅将移动通信技术带入了全新的领域，更由于他可以提供的2Mbps的峰值传输速率，带给用户前所未有的体验。为突破3G技术中的专利壁垒，实现更高速率传输，多个协议组织都以OFDMA正交频分复用接入方式为核心，设计出四代移动通信（

7、4G)的主流技术：3GPP以向下兼容CDMA的研究路线发展了LTE-A;基于IEEE802LAN/MAN#准演进出了广为人知的ax;基于IS-95标准演进的UMB(Ultra-MobileBroadband)技术。2D2D通信系统中的资源分配与干扰协调终端直通链路（D2D链路）改变了原有的终端与基站之间的固有连接关系；D2D链路的源节点或目的节点终端的收发机制应不同于原有的终端与基站间蜂窝接入链路的传输机制。在D2D系统的传输机制中，如何在接入前进行资源分配，接入后如何控制干扰，是必须需要解决的问题，本章将就D2D通信系统

8、中资源分配问题中最为重要的资源复用和干扰协调做一些介绍。2.1D2D通信系统中的资源分配由于D2D系统应用于集中式控制系统，在巳有研究中，均假设BS巳知所有相关信道的状态信息（ChannelStateInformation，CSI),所以资源分配的任务由BS来完成。系统在分配D2D通信的系统资源时，可分