[发明专利]一种异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法

权利要求书

1.一种异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101：采用基于距离的复用准则为D2D用户寻找可复用信道资源；

步骤102：为了使D2D链路吞吐量最大化，采用注水算法为D2D用户分配功率；

步骤103：采用拍卖算法为D2D用户分配最优信道资源。

2.根据权利要求1所述的异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法，其特征在于，所述步骤101采用基于距离的复用准则为D2D用户寻找可复用信道资源包括：

当D2D用户和蜂窝用户使用相同的上行资源时，蜂窝用户会对D2D用户接收端产生干扰，且距离越近干扰越大；通常情况下，小区中同时进行D2D通信的用户数量远小于蜂窝用户，因此D2D用户一般会有多个潜在的复用蜂窝对象。为了保障D2D用户的QoS需求，只有当蜂窝用户对D2D用户的干扰小于一定门限时，基站才允许D2D用户复用该信道资源；因此为了降低干扰，减小算法复杂度，划定了蜂窝用户被限制复用的区域变得十分重要：

P_c,maxh_cd≤I_c,d

其中，P_c,max表示蜂窝用户的最大发射功率，I_c,d表示蜂窝用户对D2D用户最大干扰门限，h_cd表示蜂窝用户到D2D用户接受端的信道增益；又所以可得：

其中，k和α分别表示路径损耗常系数和路径损耗指数，d_ctd表示蜂窝用户和D2D用户接收端之间的距离，δ_ctd和ζ_ctd分别表示服从指数分布的快衰落因子和服从对数正太分布的慢衰落因子；因此蜂窝用户被限制复用的区域是以D2D用户为圆心，R为半径的圆形区域；在这个区域以内的蜂窝用户不会成为该D2D用户的潜在复用对象；

同时为了保证蜂窝用户的QoS，本文设定了蜂窝用户的SINR_min门限值。如果D2D用户复用蜂窝用户i的信道资源导致则基站就不会把该蜂窝资源分配给此D2D用户使用；其中，表示蜂窝用户i的信干噪比。

3.根据权利要求1所述的异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法，其特征在于，所述步骤102为了使D2D链路吞吐量最大化，采用注水算法为D2D用户分配功率包括：

以最大化组合效用为优化目标：且满足约束条件：和其中，和分别表示D2D用户d和蜂窝用户k的发射功率；h_cd和h_dd分别表示蜂窝用户到D2D用户接收端的信道增益和D2D用户发射端到接收端的信道增益；N₀表示高斯白噪声；_Sk表示第k信道资源包；表示D2D用户d在第k个资源包上的吞吐量；P_c,max表示用户的最大发送速率；表示D2D用户d在第k个资源包中发射功率之和。

4.根据权利要求1所述的异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法，其特征在于，所述步骤103采用拍卖算法为D2D用户分配最优信道资源包括：

信道资源分配的主要目标是为各个D2D用户分配最佳的信道组合，将信道分配问题建模为组合拍卖问题，以D2D链路吞吐量最大为优化目标：且满足约束条件：和其中，χ_d(k)表示二元变量，取值只能是0和1；U_d(k)表示D2D用户d对第k个资源包的满意程度；表示一个竞拍者最多可以得到一个物品；表示一个物品最多被分配一次；C、D和S_k分别表示蜂窝用户数量、D2D用户数量和信道资源包数量。

5.根据权利要求1-4任一所述异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法，其特征在于，所述异构网络为蜂窝用户和D2D用户组成的异构网络。