[發(fā)明專利]D2D通信中基于非合作博弈的資源管理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810217917.5
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108601083B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫永軍;王真真;劉祖軍;左曉靜;陳亞環(huán);王凱
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/08;H04W52/24;H04W52/26;H04W4/70
• 代理公司: 61205 陜西電子工業(yè)專利中心
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發(fā)明公開了一種D2D通信中基于非合作博弈的資源管理方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)功率消耗大，頻譜利用率低，不能滿足多智能終端情況下通信需求的問題；其實(shí)現(xiàn)方案包括：1)設(shè)置仿真場景；2)根據(jù)仿真場景設(shè)置對用戶的約束條件；3)在約束條件下構(gòu)建非合作博弈的組合代價函數(shù),以對D2D用戶進(jìn)行博弈建模；4)調(diào)節(jié)蜂窩用戶功率得到蜂窩用戶功率向量；5)D2D用戶根據(jù)蜂窩用戶功率向量進(jìn)行非合作博弈得到功率矩陣；6)判斷D2D用戶與蜂窩用戶聯(lián)合功率矩陣的穩(wěn)定性；7)根據(jù)功率矩陣確定用戶功率和頻譜的分配。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)頻譜和功率同時分配的條件下，降低了功耗，提升頻譜利用率，可用于5G關(guān)鍵技術(shù)的D2D通信中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種的資源分配的方法，可用于5G關(guān)鍵技術(shù)-D2D通信中，以提高頻譜利用率，降低通信中的傳輸時延，降低發(fā)送功率及提高信息傳輸速率。

背景技術(shù)

D2D通信是指蜂窩系統(tǒng)允許物理位置較近的用戶不再經(jīng)過基站的轉(zhuǎn)發(fā)，而是可以在基站的控制下直接進(jìn)行通信。這種通信方式可以更加高效的利用稀缺的頻譜資源，且由于通信距離較近具有低時延，低能耗的優(yōu)勢。正是由于D2D通信的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以無論是在研究領(lǐng)域還是在工業(yè)領(lǐng)域都受到越來越多的關(guān)注。D2D通信存在兩種工作模式：專用模式和復(fù)用模式；專用模式是指D2D用戶采用與蜂窩用戶正交的頻譜資源進(jìn)行通信；復(fù)用模式是指D2D用戶通過復(fù)用蜂窩用戶的頻譜資源來進(jìn)行通信。顯然由于復(fù)用模式可以高效的利用稀缺的頻譜資源，所以受到更多的關(guān)注。但是這種模式下會存在D2D之間的干擾和D2D與CUE之間的干擾，為了充分發(fā)揮D2D通信的優(yōu)勢，進(jìn)行合理的資源分配是必要的。

針對D2D通信中資源管理的研究可以分為集中式和分布式；集中式是指由基站控制D2D連接，基站需要獲得所有鏈路信息，該類型會增加信令負(fù)荷；分布式是指D2D設(shè)備自主完成鏈路的建立和維持，更容易獲取D2D設(shè)備之間的鏈路信息。

C.-H.Yu等人發(fā)表的論文“Resource sharing optimization for device-to-device communication underlaying cellular networks”(IEEE Trans.WirelessCommunication,vol.10,no.8,pp.2752–2763,Aug.2011.)就是關(guān)于D2D通信中資源管理的集中式方法，該方法考慮了在保證蜂窩用戶的QoS的情況下最大化系統(tǒng)的總吞吐量，其不足之處是研究場景比較單一，只研究了一對D2D只能復(fù)用一個蜂窩用戶的場景。這樣的場景非常不具有普適性，且沒有高效的利用稀缺的頻譜資源。

J.Wang等人發(fā)表的論文“Resource sharing of underlaying device-to-deviceand uplink cellular communications”(IEEE Commun.Lett,vol.17,no.6,pp.1148-1151,Jun.2013.)也是關(guān)于D2D通信中資源管理的集中式方法，該方法考慮了一對D2D復(fù)用多個CUE資源的場景，但是該方法只研究了一對D2D，雖然可以提高頻譜利用率，但卻忽略了D2D用戶對之間的干擾。由于前面所提研究都是集中式的，需要獲取全部信道狀態(tài)信息，這樣將會導(dǎo)致較大的信令開銷。