一种蜂窝D2D通信联合用户接入及切片划分方法.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CN106714093A(43)申请公布日2017.05.24(21)申请号201710097180.3(22)申请日2017.02.22(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)发明人柴蓉王令陈前斌(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123代理人康海燕(51)Int.Cl.H04W4/00(2009.01)H04W16/10(2009.01)H04W72/04(2009.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种蜂窝D2D通信联合用户接入及切片划分方法(57)摘要本发明涉及蜂窝D2D通信联合用户接入及切片划分方法，该方法假设蜂窝基站的虚拟切片占有一定的频谱比例，并具有一定的处理能力；用户位于蜂窝通信模式和D2D通信模式共存的网络融合覆盖区域，可选择与合适的网络模式建立关联，建模用户联合传输时延为优化目标，实现用户接入模式选择及切片划分策略的联合优化分配。方法包括：1)构建蜂窝基站网络切片；2)建模用户联合效用函数D；3)建模蜂窝通信模式下的用户传输时延；4)建模D2D通信模式下的用户传输时延；5)建模用户虚拟资源分配限制条件；6)基于用户联合传输时延最小化确定用户接入及切片划分策略。本方法可在用户的关联网络最优和切片划分策略最优条件下实现接入时延最小化。CN106714093ACN106714093A权利要求书1/2页1.一种蜂窝D2D通信联合用户接入及切片划分方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1)，构建蜂窝基站网络切片：具体为根据蜂窝基站频谱资源及处理能力划分虚拟切片,令δki为蜂窝模式用户k接入网络切片i时，该切片频谱占基站总频谱比例，令ρki为用户k接入蜂窝网络切片i时，该切片处理能力占基站总处理能力比例，1≤k≤K，K为用户数目，1≤i≤M,M为蜂窝切片数目，δki及ρki应满足：0≤δki≤1，0≤ρki≤1；步骤2)，建模用户联合效用函数D：建模用户联合效用函数D为所有接入网络用户的总业务传输时延之和，即其中，Dk为用户k的业务传输时延，1≤k≤K，建模Dk为：其中，为用户k采用D2D通信模式进行信息传输对应的业务传输时延，为蜂窝通信模式下用户k占用蜂窝基站第i个切片进行信息传输对应的业务传输接入时延，αk为用户k的模式选择关联变量，αk＝1表示用户k选择D2D通信模式，αk＝0表示用户k选择蜂窝通信模式；步骤3)，建模蜂窝通信模式下的用户传输时延：根据公式计算蜂窝通信模式中用户k占用蜂窝基站第i个切片时的传输总时延，其中，为用户k占用蜂窝基站第i个切片时对应的传输时延，为用户k占用蜂窝基站第i个切片时对应的信道接入时延；步骤4)，建模D2D通信模式下的用户传输时延：建模用户k占用蜂窝基站第i个切片时对应的传输时延为：其中，Lk为用户k所发送的数据包长度，为用户k占用蜂窝基站第i个切片时对应的传输速率，根据公式建模其中，B为蜂窝基站带宽，Pki为第k个用户占用蜂窝基站第i个切片进行信息传输时对应的发送功率，为第k个用户与蜂窝基站之间链路的信道增益，N0为噪声功率谱密度；步骤5)，建模用户虚拟资源分配限制条件；其中，资源分配限制条件建模为满足及业务传输速率限制条件建模为其中，Rk为用户k的业务传输速率，为用户k的最小业务传输速率；步骤6)，基于用户联合传输时延最小化确定用户接入及切片划分策略：在满足资源分配及用户业务需求限定条件下，以用户联合传输时延最小化为目标，优化确定用户接入模式及切片划分策略，即2.根据权利要求1所述的蜂窝D2D通信联合用户接入及切片划分方法，其特征在于：在步骤3)中，建模用户k采用D2D模式进行数据传输时对应的传输时延其中，为用户k采用D2D模式进行数据传输时对应的传输速率，根据公式建模2CN106714093A权利要求书2/2页其中，Bd为D2D链路传输带宽，为用户k采用D2D模式进行数据传输时的发送功率，为用户k与D2D用户对端之间链路的信道增益。3.根据权利要求1或2所述的蜂窝D2D通信联合用户接入及切片划分方法，其特征在于：步骤3)中，建模用户k占用蜂窝基站第i个切片进行信息传输时的接入时延其中，μ及λ分别表示蜂窝基站的服务速率及业务到达速率。3CN106714093A说明书1/4页一种蜂窝D2D通信联合用户接入及切片划分方法技术领域[0001]本发明属于无线通信技术领域，特别是无线网络资源分配技术领域，涉及一种蜂窝D2D通信虚拟资源分配方法。背景技术[0002]随着宽带无线业务需求的爆炸性增长，传统的蜂窝网络已经无法满足用户需求。终端直通(Device-to-Device，D2D)通信技术通过在收发用户之间进行直接通信，而无需基站进行转发，在有效降低