一种基于D2D通信的NOMA异构网络的资源分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113852942A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202111105468.3(22)申请日2021.09.22(71)申请人天翼数字生活科技有限公司地址200072上海市静安区万荣路1256、1258号1423室(72)发明人汤雯陆涛(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人蔡悦亓云(51)Int.Cl.H04W4/70(2018.01)H04W40/02(2009.01)H04W40/04(2009.01)H04W52/34(2009.01)H04L5/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图7页(54)发明名称一种基于D2D通信的NOMA异构网络的资源分配方法(57)摘要本发明提供了一种用于基于D2D通信的NOMA异构无线通信网络的资源分配方法，方法包括：针对所述无线通信网络构建以系统吞吐量最大化为目标的资源分配模型，其中所述无线通信网络包括分布在基站周围的多个蜂窝用户以及多个D2D对，其中每一个子信道上允许多个蜂窝用户和一个D2D对，所述多个蜂窝用户间采用NOMA进行传输；使用聚类算法基于信道相关性对所述多个蜂窝用户进行用户分簇以得到多个蜂窝用户群；基于一对一三边匹配来对所得到的多个蜂窝用户群、所述多个D2D对、以及所述子信道进行三方匹配，使得不同的蜂窝用户群在不同的子信道上以正交方式进行传输；以及基于匹配结果来对每一个子信道上的蜂窝用户群和D2D对进行功率分配。CN113852942ACN113852942A权利要求书1/2页1.一种用于基于D2D通信的NOMA异构无线通信网络的资源分配方法，其特征在于，所述方法包括：针对所述无线通信网络构建以系统吞吐量最大化为目标的资源分配模型，其中所述无线通信网络包括分布在基站周围的多个蜂窝用户以及多个D2D对，其中每一个子信道上允许多个蜂窝用户和一个D2D对，所述多个蜂窝用户间采用NOMA进行传输；使用聚类算法基于信道相关性对所述多个蜂窝用户进行用户分簇以得到多个蜂窝用户群；基于一对一三边匹配来对所得到的多个蜂窝用户群、所述多个D2D对、以及所述子信道进行三方匹配，使得不同的蜂窝用户群在不同的子信道上以正交方式进行传输；以及基于匹配结果来对每一个子信道上的蜂窝用户群和D2D对进行功率分配。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述多个蜂窝用户进行用户分簇以得到多个蜂窝用户群进一步包括：确定初始簇头集合，其中选择较密集中心蜂窝用户作为第一簇头，随后选择与先前簇头信道相关性最低的簇头，其中所述初始簇头集合中的初始簇头数目与子信道数目相同；确定各簇头的簇内成员，其中选择与各簇头信道相关性最高的蜂窝用户作为该簇头的簇内成员；更新簇头并且重复所述确定各簇头的簇内成员的步骤，直至收敛。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述资源分配模型的约束条件包括限定任何一个子信道上的蜂窝用户群内的蜂窝用户数；限定蜂窝用户与D2D对均仅占用一个信道；限定任何蜂窝用户或D2D对的发射方的最大功率。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于一对一三边匹配来对所得到的多个蜂窝用户群、所述多个D2D对、以及所述子信道进行三方匹配进一步包括：从包括K个子信道的子信道集合和包括N个D2D对的D2D对集合中形成N×K个SC‑DP对；在所有SC‑DP对上构造所有蜂窝用户群的偏好列表，其中所述偏好定义为一个子信道上的所有用户的传输速率总和；对于每个蜂窝用户群，选择该蜂窝用户群最偏好的相应SC‑DP对；以及若所述相应SC‑DP对尚未被匹配，则将该蜂窝用户群与所述相应SC‑DP对形成一组。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于匹配结果来对每一个子信道上的蜂窝用户群和D2D对进行功率分配进一步包括：采用基于算术平均加几何规划的逐次凸逼近方法来对每一个子信道上的蜂窝用户群和D2D对进行功率分配。6.一种基于D2D通信的NOMA异构无线通信网络，其特征在于，所述无线通信网络包括：基站；分布在所述基站周围的多个蜂窝用户；以及分布在所述基站周围的多个D2D对，其中每一个子信道上允许多个蜂窝用户和一个D2D对，所述多个蜂窝用户间采用NOMA进行传输，并且其中所述基站被配置成通过以下方式来为所述多个蜂窝用户和所述多个D2D对进行资源分配：2CN113852942A权利要求书2/2页使用聚类算法基于信道相关性对所述多个蜂窝用户进行用户分簇以得到多个蜂窝用户群；基于一对一三边匹配来对所得到的多个蜂窝用户群、所述多个D2D对、以及所述子信道进行三方匹配，使得不同的蜂窝用户群在不同的子信道上以正交方式进行传输；以及基于匹配结果来对每一个子信道上的蜂窝用户群和D2D对进行功率分配。7.如权利要求6所述的无