[發(fā)明專利]一種移動(dòng)小區(qū)重疊下的D2D通信配對(duì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110406145.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-15
• 公開（公告）號(hào): CN113286307B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張澤天;王一為;張思琪;毛雅淇;楊博宇;章溪晴;魏?jiǎn)⒂?/a>;彭敏鑫;邵旺;林曉勇;孫曉玲;張穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W16/10
• 分類號(hào): H04W16/10;H04W48/04;H04W72/04;H04W76/14
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種移動(dòng)小區(qū)重疊下的D2D通信配對(duì)方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1、在兩個(gè)相鄰的移動(dòng)小區(qū)內(nèi)，均勻劃分若干個(gè)子信道分配給各小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)用戶使用；

步驟2、分別在兩個(gè)小區(qū)內(nèi)生成大于子信道數(shù)量的若干個(gè)用戶節(jié)點(diǎn)，定義采用常規(guī)基站通信方式的移動(dòng)用戶為CU，D2D通信的輔助中繼節(jié)點(diǎn)為D2D-R，D2D通信的實(shí)際用戶為D2D-U，當(dāng)移動(dòng)用戶運(yùn)動(dòng)到小區(qū)邊緣位置時(shí)，該用戶切換到D2D通信模式，從CU轉(zhuǎn)變?yōu)镈2D-U，并請(qǐng)求用戶配對(duì)，通過某個(gè)輔助中繼節(jié)點(diǎn)D2D-R進(jìn)行D2D中繼通信；

步驟3、通過節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)用戶的現(xiàn)實(shí)軌跡；每個(gè)節(jié)點(diǎn)的初始位置位于兩個(gè)小區(qū)內(nèi)的任意位置，其中每個(gè)小區(qū)的一部分節(jié)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，其余節(jié)點(diǎn)以一定的速度和方向進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)用戶的運(yùn)動(dòng)屬性，預(yù)測(cè)出運(yùn)動(dòng)s步后各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)入步驟4進(jìn)行用戶配對(duì)；

步驟4、當(dāng)一用戶在小區(qū)邊緣運(yùn)動(dòng)并需要進(jìn)行D2D中繼通信時(shí)，向系統(tǒng)請(qǐng)求用戶配對(duì)，根據(jù)用戶需求及實(shí)際情況，一個(gè)D2D-R輔助一個(gè)D2D-U進(jìn)行中繼通信，兩兩組成一個(gè)D2D通信對(duì)；用戶配對(duì)過程需要計(jì)算在運(yùn)動(dòng)過程中每一步各節(jié)點(diǎn)間的距離，具體如下：

節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的距離用d_i,j表示，設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)為O，則在運(yùn)動(dòng)第k步節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的計(jì)算公式為：

代入點(diǎn)的坐標(biāo)得：

得到在運(yùn)動(dòng)過程中的第k步某對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的距離；

根據(jù)以下情況進(jìn)行D2D配對(duì)：

a、設(shè)D2D通信的最大距離為D，若在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間的距離小于D2D最大通信距離的步數(shù)不超過10步，則節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j為短觸節(jié)點(diǎn)對(duì)，此類節(jié)點(diǎn)對(duì)不進(jìn)行D2D配對(duì)；

b、對(duì)于運(yùn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j，滿足條件s_r∈[1,100],s_r-s_k＞10,d_i,j≤D，且同時(shí)滿足節(jié)點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，都在同一個(gè)小區(qū)內(nèi)，即兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡都在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，則節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j作為潛在的D2D對(duì)，當(dāng)一個(gè)D2D-U在請(qǐng)求用戶配對(duì)時(shí)，優(yōu)先將配對(duì)目標(biāo)選定在其他運(yùn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)中，再根據(jù)公式(3)，計(jì)算出在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中與D2D-U運(yùn)動(dòng)軌跡相似的節(jié)點(diǎn)作為該D2D對(duì)中的D2D-R；

c、對(duì)于運(yùn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)i，若在運(yùn)動(dòng)過程中有進(jìn)行D2D中繼通信的需求，且沒有其他同時(shí)運(yùn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)滿足配對(duì)條件，則選擇某個(gè)靜止節(jié)點(diǎn)j進(jìn)行用戶配對(duì)；根據(jù)公式(3)和情況b中的判決條件，計(jì)算出在節(jié)點(diǎn)i的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，最合適的靜止節(jié)點(diǎn)作為該D2D對(duì)中的D2D-R；

d、對(duì)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的節(jié)點(diǎn)i，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中要穿過魚眼區(qū)，從一個(gè)小區(qū)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)，且有D2D中繼通信的需求，能夠與其配對(duì)的節(jié)點(diǎn)j需滿足條件：

d_i,j≤D,max{s_k,i,s_k,j}≤s≤min{s_r,i,s_r,j}，

其中，s_k,i、s_r,i和s_k,j、s_r,j分別表示節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j進(jìn)入和離開魚眼區(qū)的步數(shù)，即在兩節(jié)點(diǎn)同時(shí)位于魚眼區(qū)時(shí)，節(jié)點(diǎn)間距離必須滿足D2D最大通信距離條件；

在同時(shí)具備配對(duì)條件的用戶之間，優(yōu)先選擇距離較小的用戶進(jìn)行配對(duì)，僅考慮D2D對(duì)信號(hào)的傳輸，路徑損耗采用市區(qū)或郊區(qū)的傳播模型：

L_i,j＝128.1+37.6lg(d_i,j) (4)

在上述各情況中，一個(gè)D2D-U有多個(gè)滿足條件的配對(duì)對(duì)象時(shí)，選擇在配對(duì)時(shí)平均距離較小的節(jié)點(diǎn)作為D2D-R；

步驟5、給所有D2D對(duì)分配頻譜資源，在小區(qū)內(nèi)存在空閑頻譜的情況下，D2D對(duì)采用專用模式通信，直接占用空閑頻譜進(jìn)行通信，若小區(qū)內(nèi)頻譜資源不足，D2D對(duì)采用復(fù)用模式通信，復(fù)用某個(gè)CU的上行鏈路頻譜進(jìn)行通信；

步驟6、計(jì)算某個(gè)時(shí)間段內(nèi)各D2D-R的貢獻(xiàn)度，當(dāng)D2D-R在另一時(shí)間段切換到D2D-U的工作模式時(shí)，根據(jù)其貢獻(xiàn)度的大小判斷對(duì)其分配資源的優(yōu)先級(jí)，以優(yōu)化用戶通信的公平性。