基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法.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CN106792480A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201710022542.2(22)申请日2017.01.12(71)申请人南京邮电大学地址210023江苏省南京市栖霞区栖霞街道广月路9-1号(72)发明人陆音孙丹丹(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人李湘群(51)Int.Cl.H04W4/00(2009.01)H04W72/08(2009.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法(57)摘要本发明公开了基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法，首先确认系统中的参数，如通信资源块数K、蜂窝用户数M、D2D对用户数N、D2D对用户的干扰阈值等，计算干扰矩阵IN×M和IM×N，然后循环遍历干扰矩阵IN×M，找到该矩阵的最小干扰值挑选资源块k给蜂窝用户CUm和用户对D2Dn使用，把资源块k从集合K中剔除。将干扰矩阵IN×M中的第n行和第m列的干扰值全部设置为∞，若未分配通信资源的蜂窝用户不为0时，将集合K中的资源块分配给这些蜂窝用户，直到通信集合K为空集，结束循环。本发明将D2D对用户中对蜂窝用户产生干扰较大的用户进行了舍弃，在最大程度上允许接入通信系统的D2D对数达到最多，同时显著降低了D2D对用户对蜂窝用户造成的干扰。CN106792480ACN106792480A权利要求书1/1页1.基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法，其特征在于包含以下步骤：步骤1、确认系统中通信资源块数K、蜂窝用户数M、D2D对用户数N、D2D对用户的干扰阈值，蜂窝用户的干扰阈值；步骤2、计算所有的D2D对用户复用所有蜂窝用户资源的N×M维干扰矩阵，和蜂窝用户对复用其通信资源的D2D对用户的干扰矩阵；步骤3、循环遍历干扰矩阵，找到该矩阵的最小干扰值，该值满足，然后找到矩阵中的，且需满足，从资源块集合K中挑选一个资源块k给蜂窝用户CUm和用户对D2Dn使用，否则再次遍历矩阵，找到次最小值以及满足干扰关系的行列；步骤4、把资源块k从集合K中剔除，将干扰矩阵中的第n行和第m列的干扰值全部设置为，表示第n对D2D用户以及第m个蜂窝用户不再参与资源分配；步骤5、循环进行步骤3、4，直到找不到满足关系式和时终止循环；步骤6、若未分配通信资源的蜂窝用户不为0时，将集合K中的资源块分配给这些蜂窝用户，直到未分配蜂窝用户为0，再分配专用通信资源；步骤7、只需要找到干扰矩阵中的最小值，然后直接给D2D用户对分配专用通信资源块；步骤8、将资源块从集合K中剔除，把干扰矩阵中的行列干扰值全部置为，表示第对D2D用户不再参与专用通信资源的分配；步骤9、循环进行步骤7、8，直到通信集合K为空集，结束循环。2.根据权利要求1所述的基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法，其特征在于K，M，N三者满足关系N<M<K<N+M，即系统的通信资源数目大于蜂窝用户的数量，同时又小于D2D对用户数与蜂窝用户数两者之和。3.根据权利要求1所述的基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法，其特征在于算法进行完毕之后，所有的蜂窝用户都分配到通信资源块，部分D2D对用户会分配到复用资源以及专用资源，干扰较大的D2D对不被允许接入通信系统。4.根据权利要求1所述的基于网络的D2D通信资源分配算法，其特征在于本算法的复杂度为O(N'2M)，这里N’为复用蜂窝资源的D2D对用户数，N′<K。5.根据权利要求4所述的基于网络的D2D通信资源分配算法，其特征在于针对该基于网络的D2D通信系统建立的优化问题中最佳算法的复杂度为O(K2logK)。2CN106792480A说明书1/7页基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法技术领域[0001]本发明属于无线网络通信技术领域，具体涉及一种基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法。背景技术[0002]随着移动多媒体应用和相关业务的快速发展，频谱资源变得日益稀缺。在高清视频等媒体业务日益普及的今天，其大流量特性给运营商的核心网和频谱资源带来巨大压力。基于D2D(device-to-device，设备到设备)技术的本地媒体业务利用D2D通信的短距离通信的特点，可实现频谱资源的有效利用，获得资源空分复用的增益。D2D技术无需基站转接而直接实现数据交换和服务提供，可有效地减轻蜂窝用户的网络负担，降低移动终端功耗，提升传输效率，提高网络基础设施的健壮性。在蜂窝网络中引入D2D技术，会带来D2D通信链路建立、资源调度、实时性和可靠性以及干扰抑制问题。其中的干扰抑制问题是研究的难点和关键问题，JanisP，GhazanfarAliSafdar，ZhangZ等学者都针对D2D干扰抑制方面进行了研究。[0003]干扰抑制的研究方向一般包含以下