发明授权-201910460875.2-一种基于图着色的D2D资源分配的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN110225578B(45)授权公告日2022.05.24(21)申请号201910460875.2(56)对比文件CN10(22)申请日2019.05.305813129A,2016.07.27CN105979586A,2016.09.28(65)同一申请的已公布的文献号CN107426820A,2017.12.01申请公布号CN110225578AXuejiaCai等.《AGraph-coloringbased(43)申请公布日2019.09.10resourceallocationalgorithmforD2D(73)专利权人华南师范大学communicationincellularnetworks》.《2015地址510000广东省广州市中山大道西55IEEEInternationalConferenceon号Communications(ICC)》.2015,何朵奇等.LTE网络下基于图着色理论的D2D(72)发明人潘达儒杨汝佳宋晖梁祥逸分簇资源分配方案.《南京邮电大学学报(自然科(74)专利代理机构佛山粤进知识产权代理事务学版)》.2015,(第06期),所(普通合伙)44463朱国晖等.基于图着色理论的全双工D2D分专利代理师耿鹏簇资源分配方案.《计算机应用研究》.2017,(第(51)Int.Cl.11期),H04W52/24(2009.01)审查员张宇H04W72/08(2009.01)权利要求书5页说明书10页附图1页(54)发明名称一种基于图着色的D2D资源分配的方法(57)摘要本发明公开了一种基于图着色的D2D资源分配的方法，假定系统中所有的D2D用户复用同一个蜂窝用户的信道资源且均以门限功率作为发射功率；得到一个不可忽略的无向互干扰图，其中干扰值即为图的每一条边的权值；通过图着色方法将小区中所有D2D用户分成若干个互干扰程度较低的簇，着同一种颜色的用户为同一个簇，每一个簇内的D2D用户复用同一蜂窝信道，求出每一个簇可复用的蜂窝信道，逐一计算出将所有蜂窝信道与D2D簇两两匹配的最大化吞吐量，对于不可以匹配的D2D簇与蜂窝信道则设其吞吐量为零，得到一个吞吐量矩阵；解出最大化系统吞吐量的最佳匹配矩阵，按照匹配矩阵为D2D簇分配信道资源，并按照前面使用拉格朗日乘子法求出的功率解作为D2D对的发射功率。CN110225578BCN110225578B权利要求书1/5页1.一种基于图着色的资源分配的方法，其特征在于，包括：步骤101：将无线通信网络中D2D数目远多于蜂窝用户的场景划分为密集型D2D混合蜂窝网络，图着色的资源分配主要应用于这样的场景；步骤102：所有D2D用户均以Underlay模式复用蜂窝信道，D2D通信用户采用underlay复用模式复用蜂窝用户的上行信道；步骤103：结合干扰条件可以得到一个无向互干扰图，干扰值即为每条边的权值；步骤104：将D2D用户划分成簇，每个簇内用户的互干扰程度较低，簇内的所有用户复用同一条蜂窝信道，再根据簇内D2D用户与系统中蜂窝用户的信道增益求出每一个簇可复用的蜂窝信道，逐一计算出将所有蜂窝信道与D2D簇两两匹配的最大化吞吐量，对于不可以匹配的D2D簇与蜂窝信道则设其吞吐量为零，得到一个吞吐量矩阵，然后利用图论中的方法求得最佳匹配矩阵；步骤105：对网络场景进行一个定义，定义一个参数A，其中，代表密集型D2D混合蜂窝网络的门限值，本文第三章在密集型D2D混合网络采用图着色分簇算法需要D2D簇的数目与蜂窝用户数目相等，同时每一个D2D簇内至少要有一个D2D用户，所以是一个大于1的数；步骤106：假设在一个小区中有M个蜂窝用户和N个D2D用户对，蜂窝用户集为C＝{cuei|i＝1,2,...M}，D2D用户集合为D＝{d2dj|j＝1,2,...N}，结合前面可知基站比终端更抗干扰，而且基站的发射功率比终端高，因此D2D发射端对基站的干扰要小于基站对D2D用户的干扰，所以算法规定D2D用户复用蜂窝用户的上行信道以减少基站对D2D用户的干扰，为了使蜂窝通信用户的QoS得到保障，规定以基站为中心、半径为R的区域只能通过蜂窝模式进行通信；步骤107：在密集型D2D混合网络的资源分配，为了使设备尽量全部接入网络，规定多条D2D链路可以同时复用一条蜂窝链路，利用香农定理可以得到当D2D用户D2Dk复用蜂窝用户CUi的信道时，D2Dk接收端的信噪比SINRkk和蜂窝用户CUi的接收信噪比SINRib计算公式：其中，Pk表示D2Dk的发射功率，Gkk表示D2Dk对簇内用户的信道增益，Pj表示与D2Dk复用同2CN110225578B权利要求书2/5页一信道资源RBi的D2Dj用户的发射功率，Gjk表示D2Dj发射端到D2Dk