2可W利用覆層D2D操作模式，其中蜂窩式鏈路721和D2D鏈路722的通 信分配有單獨(dú)的且專用的RB。
[0160] 圖8圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例中的一個的在不同時隙中在D2D通信和蜂窩 式化通信之間的正交資源共享。為了系統(tǒng)設(shè)計中的靈活性，假設(shè)時間的第一部分801，a(其 中a是在0和1之間的可調(diào)整系統(tǒng)參數(shù))分配給D2D通信，而第二部分802(其為時間的剩余的 1-口)預(yù)留給蜂窩式化操作。BS使用控制信道來將調(diào)度決策告知蜂窩式和D2D肥。
[0161] 此示例性實施例設(shè)及其中在蜂窩式化時間期間D2D通信和蜂窩式通信可W同時發(fā) 生的系統(tǒng)。在同時的蜂窩式化和D2D傳輸?shù)那闆r下，臟紙編碼(dirty paper coding,DPC)或 類似技術(shù)可W應(yīng)用于D2D發(fā)射器處W最小化在D2D接收器處的來自蜂窩式化信號的干擾。 DPC僅去除D2D接收器所見的干擾而非從D2D信號到BS的干擾。因此，可能存在蜂窩式化信號 的性能退化。然而，因為可W假設(shè)D2D通信鏈路(例如72q)的傳輸功率與蜂窩式化通信鏈路 (例如721)的傳輸功率相比是可忽略的，所W蜂窩式化通信（例如721)的退化可W最小化。 然而，在一些情況下，可能仍希望優(yōu)化系統(tǒng)，使得考慮到蜂窩式化的退化。
[0162] 圖9圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例中的一個的在蜂窩式化傳輸和D2D傳輸之間 的干擾，所述干擾可W通過在發(fā)射肥處的基于的臟紙編碼(dirty paper coding,DPC)的預(yù) 編碼技術(shù)管理。圖9的示例性情境包括建立與第一肥902之間的肥到BS蜂窩式鏈路911的基 站901，所述第一肥建立與第二肥903之間的D2D鏈路912。祀到BS蜂窩式鏈路911可W是在 第二UE 903的接收器處的干擾信號911a，而D2D鏈路912可W是在BS 901的接收器處的D2D 信號912a。對于同時的蜂窩式化911和D2D 912傳輸，當(dāng)在蜂窩式化時隙中時，接收肥(例如 902)的D2D切換到接收模式且不能經(jīng)調(diào)度用于蜂窩式化傳輸。如果第一UE 902和第二UE 903同時經(jīng)調(diào)度用于蜂窩式化通信，那么D2D通信將失敗，因為第二UE 903并不在接收模式 中。由于此問題，蜂窩式化調(diào)度將受影響且需要被重新設(shè)計。
[0163] 本發(fā)明的實施例的概念是UE可W使用相同無線電資源在相同傳輸時間間隔中執(zhí) 行蜂窩式化傳輸(例如911)和D2D通信(例如912)。更確切地說，UE(例如902)可W對所發(fā)射 的蜂窩式化和D2D信號執(zhí)行預(yù)編碼W恰當(dāng)?shù)毓芾碓谄渲g的資源共享和干擾。預(yù)編碼可W 根據(jù)臟紙編碼(dirty paper coding,DPC)實現(xiàn)。更多的細(xì)節(jié)將如下提供。
[0164] 考慮到蜂窩式化通信通常分配有比D2D通信多得多的資源，如果在蜂窩式化傳輸 中的肥可W同時（即，在相同RB中）執(zhí)行D2D傳輸，那么D2D數(shù)據(jù)速率將得到大大改進(jìn)。如圖9 中示出，因為蜂窩式化通信911和D2D通信912將共享相同RB 921，因此圖9的示例性實施例 將是具有比覆層D2D更高的頻譜效率的底層D2D類型。
[0165] 對于同時的蜂窩式化911和D2D 912傳輸，因為存在從指定給兩個不同接收器的 相同UE 902(BS 901的接收器和UE 903的D2D接收器)發(fā)出的兩個獨(dú)立的數(shù)據(jù)信號，所W在 兩個接收器處將存在干擾。因為D2D通信利用通信裝置的物理接近性，所WD2D的傳輸功率 通常遠(yuǎn)小于蜂窩式化的傳輸功率。因此由蜂窩式化信號911a在第二肥903的D2D接收器處 造成的干擾比來自在BS 901處所見的D2D信號912a的干擾更加嚴(yán)重。此在D2D接收器903處 的問題可W通過在發(fā)射肥處進(jìn)行預(yù)編碼來避免。假設(shè)通過控制信令，D2D信道條件在執(zhí)行同 時的蜂窩式化和D2D傳輸?shù)腢E 902處已知。如果作為信道邊信息的干擾（即，蜂窩式化信號 911a)可W在發(fā)射UE 902處已知，那么可W應(yīng)用DPC的理論W在發(fā)射UE處對所發(fā)射的信號預(yù) 編碼W完全或?qū)嵸|(zhì)上去除在第二肥903的D2D接收器處的干擾。當(dāng)前，已經(jīng)知道DPC的實際 實施方案，因此將不認(rèn)為詳細(xì)的分析是必需的。
[0166] 圖10圖示根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例中的一個的在D2D發(fā)射器處具有信道狀態(tài)信 息的臟紙信道。利用在發(fā)射器(例如902)處的DPC恰當(dāng)過程，此信道的通信質(zhì)量可W與沒有 干擾的信道的通信質(zhì)量一樣好。還已經(jīng)示出，DPC是在廣播信道中的最佳容量實現(xiàn)策略，其 中通過相同的發(fā)射器發(fā)射獨(dú)立的信號。此外，可W使用基于網(wǎng)格的DPC方案，其中細(xì)嵌合的 網(wǎng)格構(gòu)成所傳輸?shù)男盘柸杭?，而粗網(wǎng)格用于量化所傳輸?shù)男盘?在發(fā)射器902處)和所接收 的信號(在接收器903處），使得最終發(fā)射的信號和經(jīng)量化的所接收信號（用于進(jìn)一步信號檢 巧0屬于重要的沃羅諾伊區(qū)域（即，最靠近原點(diǎn)的沃羅諾伊區(qū)域）。通過相對于粗網(wǎng)格的量 化，干擾效果被限制在重要的沃羅諾伊區(qū)域內(nèi)，且可W用另外的發(fā)射器和接收器處理完全 去除。并且，基于兩個信道碼的疊加的方案也可W實施，其中一個信道碼起到類似于細(xì)網(wǎng)格 的作用的作用，而另一個信道碼起到類似于粗網(wǎng)格的作用的作用。然而，在基于網(wǎng)格的方案 中的嵌套網(wǎng)格要求可W放寬。因此，基于疊加編碼的方案設(shè)計和實施起來更加容易和靈活。
[0167] 在同時的蜂窩式化和D2D傳輸?shù)那闆r下，DPC技術(shù)可W應(yīng)用在發(fā)射器902處W去除 從蜂窩式化信號911a到D2D接收器903的強(qiáng)干擾。發(fā)射UE 902僅需要了解其自身的D2D信道 W便執(zhí)行DPC。此要求與一般底層D2D情境相比容易實現(xiàn)得多，在一般底層D2D情境中，D2D對 (例如902903)的所有信道都需要在BS 901處已知W執(zhí)行干擾管理。
[0168] W上示范性實施例可易于延伸到其中發(fā)射的UE 902和/或接收的BS 901和/或UE 903配備有多個天線的情境。在所述情境中，設(shè)計概念保持相同。僅需要用基于多天線的設(shè) 計代替DPC方案。
[0169] 圖11到圖12及其對應(yīng)書面描述公開了無線通信系統(tǒng)中通過優(yōu)化傳輸模式選擇和 功率分配的D2D通信的示范性實施例。在圖11的情境中，假定利用類似于圖8的TDD方案，可 分配第一 RB 1021用于第一肥1102與第二肥1103之間的D2D通信鏈路1111。可分配第二RB 1022用于BS 1101與第一 UE 1102之間的化蜂窩式鏈路1112。化蜂窩式頻譜中的第SRB 1023可被分配同時的D2D通信鏈路1111和化蜂窩式鏈路1112通信。示范性實施例的概念在 于，將考慮數(shù)據(jù)速率W確定是執(zhí)行僅化蜂窩式鏈路1112還是同時的蜂窩式化和D2D傳輸(即 1111和1112兩個）。更具體來說，所述確定將優(yōu)化總數(shù)據(jù)速率，或在可采用其它性能度量值 (例如公平性等）的情況下將優(yōu)化數(shù)據(jù)速率的函數(shù)。仍更具體來說，如果蜂窩式化和D2D傳輸 的總速率或蜂窩式化和D2D速率的函數(shù)比僅蜂窩式化傳輸(例如，1112)的可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速 率或其函數(shù)更好，那么同時的蜂窩式化和D2D傳輸可為優(yōu)選的。
[0170] 在一個實施例中，可存在對于蜂窩式化傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率或其函數(shù)施加的下限，例 如蜂窩式化傳輸?shù)谋ＷC數(shù)據(jù)速率或其它性能度量值。此外，蜂窩式化傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率或其 函數(shù)的下限是基于進(jìn)行中的服務(wù)而設(shè)定。
[0171] 為了對W上實施例中的任一個更特定，如果執(zhí)行同時的蜂窩式化和D2D傳輸，那么 蜂窩式化和D2D傳輸之間的功率分配是基于總數(shù)據(jù)速率或速率的函數(shù)而執(zhí)行。此外，功率分 配將優(yōu)化總數(shù)據(jù)速率或其它性能度量值。W下提供界定確定經(jīng)調(diào)度蜂窩式化UE執(zhí)行同時 的D2D傳輸是否是有利的準(zhǔn)則的實例。
[0172] 在此示范性實施例中，如圖11中所示的僅蜂窩式化模式與同時的蜂窩式化和D2D 傳輸模式之間的所提議的模式選擇W及功率分配經(jīng)執(zhí)行W最大化蜂窩式化和D2D的總通信 速率。實際上，存在發(fā)射UE的最大發(fā)射功率約束PtDtal。舉例來說，假定D2D通信鏈路1111PD2D 和蜂窩式通信鏈路1112PUL的最大功率是10地m，Ptotai =時2D+PUL = 10地m。
[0173] 在僅蜂窩式化模式中，信道容量(最大通信速率)是
[0175] 其中B是可用于蜂窩式化傳輸?shù)膸挘珿ue,BS是從肥到BS的處理增益，N是熱噪聲功 率。在同時的傳輸模式中，假定Rul和Rd2d分別為蜂窩式化速率和D2D速率。
[0176] 假定將在發(fā)射UE處應(yīng)用基于臟紙編碼(DPC)的預(yù)編碼W從蜂窩式化信號移除對 D2D接收器的干擾，由肥發(fā)射的總和速率是
[0180] 其中時2D是D2D的發(fā)射功率，Pul是蜂窩式化的發(fā)射功率，Gdtx,DRx是D2D信道的處理增 益，且Id2d是BC處的干擾，包含來卽2D的干擾W及來自其它扇區(qū)/小區(qū)中的UL傳輸?shù)母蓴_， Ic是由于其它D2D傳輸W及其它扇區(qū)/小區(qū)中的蜂窩式化傳輸所帶來的在D2D接收器處的干 擾。
[0181] 圖12說明設(shè)及基站與多個肥通信的干擾情境。在圖12的情境中，肥可發(fā)射D2D信號 1201，在基站處可從所述信號接收到干擾信號1201a，但所述干擾信號是可忽略的。并且，肥 可發(fā)射蜂窩式信號1202,從所述信號中干擾信號1202a可對其它UE造成干擾。通過使用DPC 技術(shù)，可移除從化信號到D2D接收器的干擾，但D2D接收器仍受到其它扇區(qū)/小區(qū)中的UE干 擾。當(dāng)化信道條件不良時，經(jīng)調(diào)度化肥可執(zhí)行同時的D2D傳輸W實現(xiàn)基于D2D的接近服務(wù)的 較高傳輸速率。然而，當(dāng)D2D接收器極靠近時，最大化總和速率將意味著使用大多數(shù)可用傳 輸功率用于D2D通信。運(yùn)將嚴(yán)重減少蜂窩式化速率，其可能仍需要支持例如W其它小區(qū)為目 的地的數(shù)據(jù)等非接近服務(wù)。因此可為重要的是在執(zhí)行蜂窩式化和D2D傳輸之間的功率分配 的同時對獲得的蜂窩式化速率設(shè)定下限。將最小化速率約束設(shè)定成當(dāng)全部功率用于蜂窩式 化傳輸時的化速率的P倍，其中P是0與1之間的數(shù)字且可根據(jù)UE正在接收的服務(wù)類型而調(diào) 整。
[0182] 在總功率約束和最小化速率約束經(jīng)設(shè)定的情況下，同時的發(fā)射模式是否優(yōu)選是通 過是否可實現(xiàn)更大總和速率而確定，即是否Rul+Rd2d > Rc。稍后將簡化模式選擇準(zhǔn)則W便比 較僅化模式(1)與同時的發(fā)射模式(9)的可實現(xiàn)速率。如果(9)中的速率將較高，則同時的發(fā) 射可為優(yōu)選的。
[0183] 同時的傳輸模式的功率分配問題可如（3)公式化。如果將不滿足約束(3.3)，那么 將不執(zhí)行同時的傳輸，因為總功率將用于蜂窩式化通信。否則，將在蜂窩式化傳輸與D2D傳 輸之間分配功率。應(yīng)注意，模式選擇可由肥單獨(dú)執(zhí)行且不需要網(wǎng)絡(luò)輔助。
[0188]可表明在僅化傳輸模式W及同時的傳輸模式兩個中，最大總和速率是總傳輸功率 的單調(diào)函數(shù)。因此，當(dāng)實現(xiàn)最大總和速率時將W相等滿足約束(3.1)。通過僅考慮從同時的 D2D