[發明專利]一種等數據塊傳輸時間下利用D2D協作通信的帶有公平性和節能效果的數據分發方法

有效

• 申請號: 201510020752.9
• 申請日: 2015-01-15
• 公開（公告）號: CN104581867B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 吳遠;陳佳超;何艷飛;錢麗萍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04W40/10
• 分類號: H04W40/10;H04W40/22;H04W52/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及D2D通信領域中，尤其是一種等數據塊傳輸時間下利用D2D協作通信的帶有公平性和節能效果的數據分發方法。

背景技術

近年來，隨著移動數據流量需求的爆發式增長，有限的網絡資源分配也面臨著巨大挑戰，在此背景下，能夠復用傳統網絡資源的D2D通信模式越來越受到人們的關注。與此同時，隨著網絡的普及，社交網絡已經成為人們不可缺少的一種交往方式，在社交網絡中，人們可以實現分享包括各種圖片、影片等在內的數據塊資源。而處于同一場所(例如寫字樓辦公室、學校教室等)的人們對于社交網絡內容的興趣愛好上會有很大程度的重合，利用D2D通信方式實現對人們有共同需求愛好的數據塊的協作式分發，是一種十分新穎的應用模式。這種模式更加貼合當下的社會需求，帶有更強的目的性，以及更加高效的性能。因此，研究如何兼顧用戶公平性原則的同時實現對用戶共同需求的數據塊的協作式分發，同時相較于用戶各自從基站下載數據塊的方式達到節能的效果是非常有意義的。

發明內容

為了克服傳統D2D通信模式缺乏很好的應用體驗、能耗較大以及缺乏一定程度公平性措施的不足，本發明提供一種具有良好應用體驗、能耗較小、公平性良好的等數據塊傳輸時間下利用D2D協作通信的帶有公平性和節能效果的數據分發方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種等數據塊傳輸時間下利用D2D協作通信的帶有公平性和節能效果的數據分發方法，所述數據分發方法包括以下步驟：

(1)在基于D2D的通信網絡中，有個用戶，N為總用戶數，個數據塊，K為總數據塊個數，其中，數據塊k的需求用戶群為Ω^k，數據塊k的傳輸時間為x^k，數據塊k的大小為L^k，數據塊k的單位傳輸時間為v^k，數據塊的均分份數為S，用戶i所需要的數據塊集合為U_i，基站需要在單個時間片T內完成對K個數據塊的發送，在數據分發之前將數據塊k的傳輸時間x^k均分為S份每份傳輸時間為v^k，滿足有節能效果條件的中繼用戶按順序判斷是否滿足傳輸v^k的時間，直至用戶可用能量耗盡或者不滿足發送條件，最終確定被選為中繼的用戶對數據塊k的中繼時間為基站開始數據發送之后，被選為中繼的用戶在時間內接收來自基站數據塊k的同時立即廣播給與該中繼用戶處于同一用戶群Ω^k的其他用戶，最后，若數據塊k的傳輸時間x^k在經過所有可選用戶中繼之后仍有剩余，即則的傳輸時間由基站直接對用戶廣播發送數據完成；針對該問題，所述數據塊傳輸時間x^k具體由以下步驟獲得：

步驟1.1：基站在單個時間片T內對K個數據塊的傳輸時間都相等，因此，對于數據塊k的傳輸時間x^k有，其中，x^k表示數據塊k的傳輸時間，k表示數據塊集合中的第k個數據塊，K表示數據塊的總個數，T表示單個時間片長度；

步驟1.2：對于數據塊k，根據步驟1.1所獲得的傳輸時間x^k，其傳輸速率R^k有，其中，R^k表示數據塊k的傳輸速率，L^k表示數據塊k的大??；

(2)根據(1)所述的方法，針對所述被選為中繼的用戶在時間中接收來自基站數據塊k的同時立即廣播給與該中繼用戶處于同一用戶群Ω^k內他用戶的過程，考慮基于D2D協作通信實現該過程的限制條件，所述限制條件包括以下內容：

用戶i作為數據塊k的中繼用戶時間不能超過數據塊k的傳輸時間x^k，即：

用戶i在完成對數據塊k的中繼轉發和接收所需數據過程中的能量不能超過其可用能量其中用戶i為其所需要的數據塊k進行轉發所需功率為對應能耗為用戶i為接收數據塊k所需接收功率為對應能耗為因此即：

用戶i在作為數據塊k的中繼用戶時發送功率不能超過其最大發送功率否則用戶i不能被選作中繼，即：

其中，函數

在上述限制條件中，各參數定義如下：

i：用戶i；

q_i：用戶i正在發送數據塊時的電路功耗；

R^k：數據塊k的傳輸速率；

x^k：數據塊k的傳輸時間；