同小区中蜂窝用户与D2D用户间频谱资源分配的方法.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(10)申请公布号CNCN103619024103619024A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310616922.0(22)申请日2013.11.27(71)申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号(72)发明人田辉张平陈楠楠王智博(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人李相雨(51)Int.Cl.H04W16/14(2009.01)H04W72/04(2009.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称同小区中蜂窝用户与D2D用户间频谱资源分配的方法(57)摘要本发明涉及无线移动通信领域，提供一种同小区中蜂窝用户与D2D用户间频谱资源分配的方法，具体包括：在同一小区中，根据每个蜂窝用户的最小传输速率要求设定该用户通信时的传输速率须满足的约束条件；将在所述约束条件下，将一定频谱资源分配给蜂窝用户和D2D用户，使D2D用户分配到的频谱资源总量最大化的问题在数学上表述；将在数学上表述的该问题转化为与该问题等价的拉格朗日对偶问题；解该拉格朗日对偶问题，得到该问题在数学上的最优解；根据所述最优解给蜂窝用户和D2D用户分配频谱资源。本发明可以实现在频谱资源有限的条件下，保证蜂窝用户传输需求的同时使D2D用户分配到的频谱资源总量最大化。CN103619024ACN1036924ACN103619024A权利要求书1/1页1.一种同小区中蜂窝用户与D2D用户间频谱资源分配的方法，其特征在于，该方法包括：在同一小区中，根据每个蜂窝用户的最小传输速率要求设定该用户通信时的传输速率须满足的约束条件；将在所述约束条件下，将一定频谱资源分配给蜂窝用户和D2D用户，使D2D用户分配到的频谱资源总量最大化的问题在数学上表述；将在数学上表述的该问题转化为与该问题等价的拉格朗日对偶问题；解该拉格朗日对偶问题，得到该问题在数学上的最优解；根据所述最优解给蜂窝用户和D2D用户分配频谱资源。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将在所述约束条件下，将一定频谱资源分配给蜂窝用户和D2D用户，使D2D用户分配到的频谱资源总量最大化的问题在数学上表述包括：用xk,n∈{0,1}中的xk,n=1和xk,n=0分别表示用户k是否占用资源块n，用S表示用户集，所述k∈S代表用户集中的某个用户，用C表示所述频谱资源的资源块集，所述n∈C代表资源块集中的某个资源块；用矩阵Xopt＝[xk,n]表示对于所有用户资源块的分配情况。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将在所述约束条件下，将一定频谱资源分配给蜂窝用户和D2D用户，使D2D用户分配到的频谱资源总量最大化的问题在数学上表述进一步包括：用S0表示蜂窝用户集，所述所述使D2D用户分配到得频谱资源总量最大化由表示。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将在所述约束条件下，将一定频谱资源分配给蜂窝用户和D2D用户，使D2D用户分配到的频谱资源总量最大化的问题在数学上表述进一步包括限制条件5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括每个蜂窝用户通信时的传输速率不小于该用户的最小传输速率需求；所述约束条件在数学上表示为REQ其中，ck,n表示用户k占用的资源块n进行通信时的传输速率，ck表示用户k的所述最小传输速率需求。6.根据权利要求1至5其中任意一项所述的方法，其特征在于，所述将在数学上表述的该问题转化为与该问题等价的拉格朗日对偶问题包括参照0-1背包问题模型将该问题转化为与其等价的拉格朗日对偶问题。7.根据权利要求1至5其中任意一项所述的方法，其特征在于，所述解该拉格朗日对偶问题包括使用次梯度算法解该拉格朗日对偶问题。8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述最优解给蜂窝用户和D2D用户分配频谱资源包括根据每一组使最优解Xopt中xk,n值等于1的k和n，来对应地将资源块n分配给用户k。2CN103619024A说明书1/6页同小区中蜂窝用户与D2D用户间频谱资源分配的方法技术领域[0001]本发明涉及无线移动通信领域，提供一种同小区中蜂窝用户与D2D用户间频谱资源分配的方法。背景技术[0002]近年来，随着移动设备和应用的增加，涌现了大量的多媒体业务。但是在目前，蜂窝网络中的频谱资源利用率并不高，就是说在分配的频谱资源中，很大比例的资源处于空闲状态，这样就造成了很大程度的频谱资源浪费。Device-to-Device（D2D）通信针对这一问题，使同小区用户间直接建立通信，其信息传输过程可以通过复用蜂窝频谱资源实现。在蜂窝网络下的D2D网络的协助使用不仅减少了传输时延，提高了链路质量，同时还提