一种改进图着色的D2D通信资源分配方法.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CN112188635A(43)申请公布日2021.01.05(21)申请号202011015477.9H04B17/382(2015.01)(22)申请日2020.09.24(71)申请人国网山东省电力公司滨州供电公司地址256610山东省滨州市滨城区黄河四路521号申请人国家电网有限公司(72)发明人范康康杜宁宁付云磊周伟黄华左长华刘向波潘志鹏马莉李晓光王兆敏(74)专利代理机构济南舜源专利事务所有限公司37205代理人李舜江(51)Int.Cl.H04W72/08(2009.01)H04B17/336(2015.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种改进图着色的D2D通信资源分配方法(57)摘要本发明涉及一种改进图着色的D2D通信资源分配方法，包括以下步骤，S1：计算蜂窝用户和D2D用户的信干噪比；S2：推算D2D用户之间的安全距离di；S3：判定D2D用户可以复用同一信道的D2D用户合集；S4：构建D2D用户复用关系图；S5：根据改进图着色原理并结合D2D用户之间的累积干扰为D2D用户分组；S6：利用匈牙利算法为每个复用组分配信道资源；本发明提高了蜂窝系统的吞吐量和D2D用户的接入率，有效优化资源利用率，同时可以减小D2D用户之间的干扰，保证D2D通信的服务质量。CN112188635ACN112188635A权利要求书1/3页1.一种改进图着色的D2D通信资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤:S1：计算蜂窝用户和D2D用户的信干噪比；S2：D2D用户之间相互干扰，复用同一信道资源的D2D用户必须满足最小信干噪比要求才能保证通信质量，根据最小信干噪比要求确定复用同一信道资源的D2D用户之间干扰值要求，进而推算得到复用同一信道资源的D2D用户之间需要满足的安全距离di；S3：依次判断D2D用户与其他D2D用户之间的距离是否满足安全距离的要求，满足要求则认为D2D用户复用同一信道资源，否则不复用同一信道资源；S4：构建D2D用户复用关系图，经过判定D2D用户复用同一信道资源，则D2D用户之间进行连线并计算连线的D2D用户之间干扰大小；S5：根据改进图着色的原理并结合D2D用户之间的累加干扰，依次为D2D用户着色，颜色相同的D2D用户分到一个组中，使用同一蜂窝信道资源，将所有的D2D用户进行分组并结合实际蜂窝用户数目进行分组优化，形成最终的D2D用户复用组；S6：执行匈牙利算法为D2D用户复用组分配蜂窝信道资源。2.根据权利要求1所述的一种改进图着色的D2D通信资源分配方法，其特征在于，所述步骤S1中蜂窝用户和D2D用户的信干噪比计算步骤如下：其中，表示蜂窝用户k的信干噪比，表示D2D用户i的信干噪比；分别表示蜂窝用户和D2D用户的最小信干噪比门限；为蜂窝用户k的D发射功率，的大小介于蜂窝用户最大发射功率和蜂窝用户最小发射功率之间，Pi为D2DDDD用户i的发射功率，Pj为D2D用户j的发射功率，Pi和Pj的大小介于D2D用户最大发射功率和D2D用户最小发射功率之间；GCB为蜂窝用户到基站的链路信道增益，GSB为D2D用户发送端到基站的信道增益，GSR为D2D用户的链路信道增益，GCR为蜂窝用户到D2D用户接收端的信道增益，N为同一信道D2D用户的数量，N0为信道的噪声功率；当D2D用户对蜂窝用户的干扰为零时，蜂窝用户取得最小发射功率，当蜂窝用户对D2D用户的干扰为零时，D2D用户取得最小发射功率。3.根据权利要求2所述的一种改进图着色的D2D通信资源分配方法，其特征在于，所述2CN112188635A权利要求书2/3页步骤S2中安全距离di的计算步骤如下：首先为D2D用户i匹配复用的蜂窝信道，此时D2D用户受到的干扰为蜂窝用户干扰，D2D用户之间的干扰为零，计算D2D用户和蜂窝用户的信干噪比是否分别满足其最小信干噪比要求，满足要求则D2D用户复用该蜂窝信道，否则不能复用该蜂窝信道；D2D用户i匹配蜂窝信道后寻找复用同一信道的其他D2D用户；由D2D用户的信干噪比计算步骤可得，令D2D用户i的信干噪比为最小信干噪比得到D2D用户之间的最大干扰值IMAX；D2D用户之间的最大干扰值IMAX还可以由以下公式计算得到：公式(3)中包含有两种不同的D2D用户，公式中加号的前边表示为当前信道已经存在的oi对D2D用户，公式中加号的后边表示为还没有得到复用信道资源的Re对D2D用户；定义信道衰落模型由快衰落γ和慢衰落μ组成，则信道增益模型为G＝λγμd-χ，λ代表路径损耗常数，χ代表路径损耗指数，d代表发送端和接收端的距离，进而得到公式(4)；根据公式(2)、(4)求得复用同一信道资源的D2D用户之间需要满足的安全距离di。4.根据权利要求3