[發明專利]一種社交D2D中繼選擇方法

有效

• 申請號: 201710824227.1
• 申請日: 2017-09-13
• 公開（公告）號: CN107608803B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 江明;吳寬
• 申請（專利權）人: 廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54;G06Q50/00;H04W40/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明提供一種社交D2D中繼選擇方法，該方法對輸入數據進行預處理得到所需類型的數據；對得到的數據進行指標即目標決策權重生成計算；對獲得的單目標輸出量與服務質量QoS條件進行轉換整合，進而通過分布式消息傳遞機制進行求解，獲得最終輸出結果。該算法基于修改的IFAHP法和熵權法的結合，將多目標優化問題轉換為單目標優化問題，并進一步轉換服務質量條件的表達式，進而通過合適的消息傳遞算法分布式地求解出D2D UE?NW中繼選擇結果。本發明將VUE帶猶豫程度的主觀偏好和客觀信息決策權重相結合進行考慮，因而使得中繼選擇結果獲得更全面的性能提升，擁有更高的設備接入比例、吞吐量和系統公平性。

技術領域

本發明涉及移動通信領域，更具體地，涉及一種社交D2D中繼選擇方法。

背景技術

D2D通信技術可以使得用戶終端(UE)之間進行直接通信，而不需要經過基站(eNB)等設備的傳輸或轉發，從而達到降低eNB負載以及擴大通信覆蓋的目的。

UE-NW(UE-to-Network)中繼是3GPP LTE標準制定組在D2D通信議題中引入的新特性，具有靈活部署的優點，能夠在不增加現有網絡設備的情況下擴大網絡覆蓋范圍，因而能被廣泛地應用于商用通信、公共安全通信(如地震、戰爭)等領域。如圖1所示，典型的D2DUE-NW系統中包括一個eNB、若干中繼用戶設備Relay UE(RUE)以及若干Victim UE(VUE，即需要D2D中繼連接服務的UE)。eNB與RUE通過蜂窩通信鏈路相連接，而RUE與VUE則通過3GPP規定的D2D通信專用的副鏈路相連接。VUE可進一步分為兩種類型：蜂窩網絡覆蓋范圍內的In-Coverage VUE(IC VUE)、蜂窩網絡覆蓋范圍外的Out-of-Coverage VUE(OOC VUE)。

雖然D2D UE-NW中繼通信技術具備上述優勢，但現有的方案中仍存在問題，即如何在滿足現有3GPP規定的結論的基礎上，有效地執行D2D中繼選擇功能。在此問題中，一個關鍵的問題就是基于何種標準和方法來執行多目標優化下的D2D中繼選擇。3GPP RAN2工作組在2015年形成的結論中，提出了如下要求：“VUE選擇的中繼UE，需同時滿足鏈路最佳質量以及其它高層所規定的條件”。

與此同時，隨著社交網絡技術的發展，D2D UE也越來越多地呈現出持有者的社交屬性。UE間的社交相似度越高，往往也意味著更高的信任程度，也即更高程度的連接安全性。此外，高的社交相似度往往也意味著VUE能夠有更大的可能從社交相近的UE中獲取到感興趣的數據內容。因此，D2D的社交連接屬性獲得了越來越廣泛的研究關注度。

然而，現有的技術方法均存在不同程度的設計缺陷。典型的關注物理鏈路性能的方案，現有技術中，通過迭代更新分簇內D2D鏈路的最大可達廣播速率，獲得可靠重傳機制下最小時頻資源消耗的分簇以及相應的分簇頭。然而，該方案忽視了D2D設備呈現的社交連接屬性，且有著過高的計算復雜度。現有技術中有提出了聯合社交和物理連接屬性的D2D中繼選擇方案，但該類方案都是在假設社交和物理連接屬性有著相同的處理優先權重下執行的，并不一定符合實際的應用場景。另一方面，這些方法都為關注單一目標下的優化方案，未考慮多目標優化的情況，會使得UE-NW系統的接入性能提升較為單一化。

除上述單優化目標的方案外，現有技術中還有提出了一種基于互補模糊層次分析法(Complementary Fuzzy Analytic Hierarchy Process，CFAHP)和馬氏距離(Mahalanobis Distance，MD)相結合的多目標D2D中繼選擇方案。然而，這個方案中的多目標并不包含社交屬性。此外，該方案依賴于CFAHP帶來的主觀判斷，忽略了客觀數據可提供的用于中繼選擇的有利決策信息。與此同時，CFAHP法的執行并未考慮UE主觀模糊判斷存在的猶豫度心理特性。另一方面，該方法未能區分收益型和損耗型指標的不同處理策略。

發明內容

本發明提供一種提升獲取目標類型的數據的概率的社交D2D中繼選擇方法。