[發(fā)明專利]一種LTE-A蜂窩網(wǎng)絡中D2D通信的資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310314726.8
• 申請日: 2013-07-20
• 公開（公告）號: CN103354641A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設計）人: 張琰;孫紅光;盛敏;王璽鈞;劉俊宇;李建東;史琰;李紅艷;劉偉;侯蓉暉;楊春剛
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W72/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種LTE-A蜂窩網(wǎng)絡中D2D通信的資源分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)該資源分配方法可用于TDD模式和FDD模式，每幀執(zhí)行一次，在每幀的第一個上行時隙執(zhí)行。給定網(wǎng)絡中每個時隙的RB總數(shù)N_RB，TDD模式中，每個上行時隙的RB總數(shù)為M＝N_RB；在FDD模式中，上下行傳輸在每個時隙的不同頻段同時進行，每個時隙用于上行傳輸?shù)腞B總數(shù)為考慮飽和業(yè)務負載，即每個上行RB均被一個蜂窩用戶所占用，即蜂窩用戶數(shù)量為M；每一幀的第一個上行傳輸時隙，對每個上行RB根據(jù)如下公式計算其可以承受的最大干擾I_m，max：

Im,max=pmcgm,BScγmc-σ2,m∈{1,2,...,M}]]>

其中和分別表示第m個蜂窩用戶的發(fā)射功率和SINR門限值，為第m個蜂窩用戶到eNodeB的當前幀的平均信道功率增益，σ²為eNodeB處的背景噪聲功率；

(2)計算每個上行RB能夠接納的D2D鏈路的備選集合D_m，D_m中的D2D鏈路滿足如下條件：

pndgn,BSd≤Im,maxpndgn,BSdpmdgm,n+σ2≥γnd,m∈{1,2,...,M},n∈{1,2,...,N},]]>

其中和分別表示第n個D2D通信鏈路的發(fā)射功率和接收端的SINR門限值，和g_m，n分別表示第n個D2D通信鏈路的發(fā)射終端到eNodeB的信道功率增益和第m個蜂窩用戶到第n個D2D通信鏈路接收終端的信道增益，M＝{1，2，...，M}和表示N＝{1，2，...，N}分別表示蜂窩用戶和D2D通信鏈路的集合，將第m個蜂窩用戶占用的RB編號記作m；

(3)利用干擾圖模型，對每個上行RB構(gòu)建一張干擾圖：

G_m＝(V_m，E_m)，m＝1，2，...，M

其中V_m和E_m分別表示第m個RB對應的干擾圖G_m的頂點集合和邊集合，M為LTE-A蜂窩網(wǎng)絡中RB的數(shù)目，設置為與蜂窩用戶數(shù)目相等；

V_m中的每個頂點v_k∈V_m與備選集合D_m中的每條D2D通信鏈路k∈D_m一一對應，E_m中的每條邊e_l，k∈E_m關聯(lián)兩個頂點v_l和v_k，表示D_m中的第k條鏈路和第l條鏈路相互干擾，即滿足如下關系式：

pldgl,ldpkdgk,ld+σ2<γldorpkdgk,kdpldgl,kd+σ2<γkd]]>

其中和分別表示第l和第k條D2D通信鏈路的信道功率增益，和分別表示第k個D2D通信鏈路的發(fā)射終端到第l個D2D通信鏈路的接收終端的信道功率增益，和第l個D2D通信鏈路的發(fā)射終端到第k個D2D通信鏈路的接收終端的信道功率增益，且

(4)初始化當前幀被接納的D2D鏈路集合用來存儲當前幀能夠成功復用某個RB進行通信的D2D鏈路，對所有RB按照編號排序，對第m∈{1，2，...，M}個RB，在其對應的干擾圖G_m上執(zhí)行步驟(5)～步驟(10)；

(5)根據(jù)如下操作將干擾圖G_m＝(V_m，E_m)更新為G′_m＝(V′_m，E′_m)：令D_mI?D＝A_m，對于每個D2D通信鏈路i∈A_m，在干擾圖G_m中將其對應的頂點V_i∈V_m和與該頂點相連的所有邊e_i，j∈E_m，j∈D_m從干擾圖中刪除，將更新后的干擾圖記為G′_m＝(V′_m，E′_m)，其中V′_m和E′_m分別表示更新后的頂點集和邊集；如果則不更新干擾圖，也就是令G′_m＝G_m；

(6)在更新后的干擾圖G′_m＝(V′_m，E′_m)上，計算每個頂點v_k∈V′_m的干擾度deg_k，并將所有頂點的干擾度按照從小到大排序；

(7)根據(jù)最小干擾度優(yōu)先準則，從V′_m中選擇干擾度最小的頂點將其對應的D2D通信鏈路k放入集合D中，更新鏈路集合D＝DU{k}，在干擾圖G′_m＝(V′_m，E′_m)上，將頂點v_k，與頂點v_k相連的所有邊e_k，n∈V′_m，及這些邊對應的頂點v_n刪除，并更新當前RBm能承受的干擾

(8)如果I_m，max＞0且循環(huán)執(zhí)行步驟(9)～步驟(10)；否者，如果m＜M，令m＝m+1，返回步驟(5)，如果m＝M，執(zhí)行步驟(11)；

(9)從V′_m中選擇干擾度最小的頂點對所有D2D通信鏈路l∈DU{k}，利用如下公式分別計算每條D2D通信鏈路的SINR，并與當前鏈路的SINR門限值比較：

SINRl=pldgl,ldσ2+pmcgm,l+Σn∈DU{k}/{l}pndgn,ld,l∈DU{k};]]>

(10)如果對于所有的l∈DU{k}，均有SINR_l≥成立，且成立，則更新鏈路集合D＝DU{k}，并在干擾圖G′_m＝(V′_m，E′_m)上，將頂點v_k，與頂點v_k相連的所有邊e_k，n∈V′_m，及這些邊對應的頂點v_n刪除，更新當前RBm能承受的干擾返回步驟(8)；否則不更新鏈路集合D，在干擾圖G′_m＝(V′_m，E′_m)上，只將頂點v_k及與頂點v_k相連的所有邊e_k，n∈V′_m刪除，返回步驟(8)；

(11)集合D中所有D2D通信鏈路i∈D，在其成功復用的RB上進行通信。