[發明專利]一種D2D的資源分配的方法及系統

有效

• 申請號: 201510282247.1
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN104954970B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 孫茜;田霖;周一青;石晶林
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;李科

本發明提供一種用于D2D的資源分配的方法，包括：從發出資源分配的請求的用戶中篩選出源用戶與中繼用戶并將源用戶與中繼用戶配對；設置分配給該中繼用戶的時間以進行搜索算法得出分配給該中繼用戶的功率的最值；根據分配給該中繼用戶的功率的取值范圍，搜索計算出分配給該中繼用戶的功率的取值以使得系統效用函數取值最大；通過搜索算法得出使得系統性能最好的資源分配的方法。本發明的資源分配的方法可提高參與協作的中繼用戶的能效以激勵其參與協作，其可靈活地調節用戶終端的耗能與用戶的數據傳輸速率之間關系。

技術領域

本發明涉及無線資源的分配，特別涉及D2D的無線資源的分配。

背景技術

在無線通信技術的演進中，D2D(Device to Device)，即終端直通技術被提出以提高無線通信系統的性能、提升用戶體驗、擴展蜂窩通信的應用。在D2D通信中，用戶的終端可同其他用戶的終端直接通信以避免用戶數據在蜂窩通信中需經過網絡中轉來傳輸，此外D2D用戶的終端之間進行的協作使無線通信系統中的資源得以復用以提高系統資源的利用率，并且D2D用戶的終端還可作為其他D2D用戶與網絡中轉設施(例如，基站)進行通信時的中繼以利用其較優的信道資源而達到提高通信數據的吞吐量的目的。

而用戶終端的能量是有限，其無法無條件地為其他用戶的終端提供中繼。為解決上述問題，一些現有技術提出了可為成為其他用戶終端的中繼的用戶終端提供積分獎勵的協作激勵系統。例如，在美國高通公司提出的公開號為CN104396339A的專利申請中，公開了一種用于提供用于接入無線接入網絡的激勵協作系統的方法和裝置，其中被D2D協作的主設備(即源用戶)或運營商(或這兩者)根據輔助設備(即中繼用戶)因參與D2D協作而消耗的能量向輔助設備提供一定量的積分獎勵。

為提升例如上述專利文件中參與D2D協作的中繼用戶的吞吐量，一些現有技術提出了在由通信協議確定的調度周期內提升參與D2D協作的用戶雙方的吞吐量的技術方案。例如，在發表于2011年的電氣與電子工程師協會國際通信會議(IEEE ICC)1–5頁標題為“Fair and Efficient Resource Sharing for Selfish Cooperative CommunicationNetworks Using Cooperative Game Theory”(利用合作博弈理論的自協作通信網絡的公平且有效的資源分配)的學術論文中，提出了一種在一定的調度周期內通過合理的通信資源的分配使D2D協作的用戶雙方相互協作以提升用戶雙方的吞吐量的方法。

然而，由于通過現有的通信協議確定的調度周期的時間相對較短，因而難以支持參與D2D協作的用戶雙方輪流作為對方進行通信時的中繼，特別是在時分多址下而用戶傳輸的數據量較多的情況下。另外，在實際中普遍存在某些用戶長期處于較好的信道中的情況，由此，此類用戶適合作為信道條件較差的用戶的中繼而無需其他用戶為其中繼，因而由參與D2D的用戶雙方相互作為對方的中繼會造成通信資源的浪費。此外，為調節用戶的終端消耗的能量與用戶的數據傳輸速率之間的關系，例如，有些用戶可能愿意多消耗一些能量以換取更高的數據傳輸速率，單從用戶的吞吐量(即，數據傳輸速率)的角度考慮的激勵用戶協作的資源分配的方法，其無法靈活地調節用戶的終端的耗能與用戶的數據傳輸速率之間關系。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種用于D2D的資源分配的方法及系統，包括：

1)從發出資源分配的請求的用戶中篩選出源用戶與中繼用戶并將源用戶與中繼用戶配對；

2)根據在保障所述中繼用戶在協作時的能效不低于其在非協作時的能效的同時使得系統效用函數取值最大的原則對所述中繼用戶與所述源用戶進行資源分配，其中，所述能效為用戶的吞吐量與其傳輸數據消耗的能量的比值。

根據上述方法，其中，步驟2)包括如下步驟：

對每名中繼用戶與源用戶進行下列操作：