一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法.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CN108271172A(43)申请公布日2018.07.10(21)申请号201810026956.7(22)申请日2018.01.11(71)申请人重庆邮电大学地址400065重庆市南岸区黄桷垭崇文路2号(72)发明人柴蓉王令李莹莹陈前斌(74)专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之(51)Int.Cl.H04W16/20(2009.01)H04W16/22(2009.01)H04W28/02(2009.01)H04W84/18(2009.01)权利要求书3页说明书6页附图2页(54)发明名称一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法(57)摘要本发明涉及一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，属于异构网络资源分配技术领域。该方法包括以下步骤：S1建模用户内容偏好标识；S2建模簇头选择变量；S3建模簇头内容推送变量；S4建模用户与簇头关联变量；S5建模用户总传输时延；S6建模簇内通信模式传输时延；S7建模蜂窝通信模式总传输时延；S8建模用户成簇及传输数据速率限制条件；S9基于用户总传输时延最小化确定成簇及内容部署优化策略。本发明综合考虑用户内容偏好，簇头缓存能力及用户业务传输特性，实现基于用户业务传输时延优化的蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署。CN108271172ACN108271172A权利要求书1/3页1.一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：建模用户内容偏好标识；S2：建模簇头选择变量；S3：建模簇头内容推送变量；S4：建模用户与簇头关联变量；S5：建模用户总传输时延；S6：建模簇内通信模式总传输时延；S7：建模蜂窝通信模式总传输时延；S8：建模用户成簇及传输数据速率限制条件；S9：基于用户总传输时延最小化确定成簇及内容部署优化策略。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：令U＝{UE1,…,UEi,…,UEM}表示网络内具有内容请求的用户集合，其中，UEi表示第i个请求用户，1≤i≤M，M为请求用户数目，令Φ＝{φ1,…,φk,…,φK}表示内容集合，其中，φk表示第k个内容，1≤k≤K，K为内容数目；假设用户以不同概率获取内容，令pi,k∈[0,1]表示用户UEi对内容φk的偏好概率标识，3.根据权利要求1所述的一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：令αj∈{0,1}表示簇头选择变量，若αj＝1，表示将用户UEj选择为簇头，记为Sj，反之，αj＝0，1≤j≤M。4.根据权利要求1所述的一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：蜂窝基站根据用户内容偏好推送内容至簇头，令βj,k∈{0,1}为簇头Sj的内容推送变量，若βj,k＝1，表示基站将内容φk推送至簇头Sj处，反之，βj,k＝0。5.根据权利要求1所述的一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：所述步骤S4具体为：令δi,j∈{0,1}为用户UEi与簇头Sj的关联变量，若δi,j＝1，表示用户UEi与簇头Sj建立关联，反之，δi,j＝0。6.根据权利要求1所述的一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：在步骤S5中，建模用户总传输时延D为所有用户的业务传输时延之和，即D＝DCH+DCM+Db，其中，DCH表示网络中基站向簇头推送内容时对应的传输时延，DCM表示网络中用户关联簇头获取内容时对应的簇内通信模式传输时延，Db表示网络中用户关联基站获取内容时对应的蜂窝通信模式总传输时延；建模DCH为具体地：根据公式计算基站向簇头Sj推送内容φk时对应的传输时延其中，Ck表示内容φk的大小，表示基站向簇头Sj推送内容时对应的传输数据速率，根据公式建模其中，B表b示基站的可用带宽，P表示基站的发送功率，表示基站与簇头Sj之间的链路信道增益，N0表示噪声功率谱密度。7.根据权利要求1所述的一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：在2CN108271172A权利要求书2/3页步骤S6中，建模簇内通信模式总传输时延DCM为具体地：根据公式计算用户UEi关联簇头Sj获取内容φk时对应的传输时延，其中，表示簇内通信模式下用户UEi关联簇头Sj获取内容时对应的传输数据速率，根据公式建模其中，表示簇头Sj进行簇内通信时的可用带宽，表示簇头Sj的发送功率，表示用户UEi与簇头Sj之间的链路信道增益。8.根据权利要求1所述的一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，其特征在于：在步骤S7中，建模蜂窝通信模式总传输时延Db为具体地：根据公式计算蜂窝通信模式下用户UEi关联基站获取内容φk时