[发明专利]一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法

说明书

本发明涉及一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，属于异构网络资源分配技术领域。该方法包括以下步骤：S1建模用户内容偏好标识；S2建模簇头选择变量；S3建模簇头内容推送变量；S4建模用户与簇头关联变量；S5建模用户总传输时延；S6建模簇内通信模式传输时延；S7建模蜂窝通信模式总传输时延；S8建模用户成簇及传输数据速率限制条件；S9基于用户总传输时延最小化确定成簇及内容部署优化策略。本发明综合考虑用户内容偏好，簇头缓存能力及用户业务传输特性，实现基于用户业务传输时延优化的蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法。

背景技术

随着移动通信技术的快速发展，用户业务需求不断增加，蜂窝网络面临前所未有的挑战，亟待研究新型通信技术以满足爆炸性增长的业务需求。终端直通技术(Device-to-Device，D2D)可支持邻近终端用户设备之间直接进行通信，而无需经基站中继。与传统基于基站中继的蜂窝通信技术相比，D2D通信可实现更高传输速率及终端能耗的显著降低。在蜂窝网络中引入D2D通信技术，还可有效提升频谱效率及用户服务质量(qualityofservice,QoS)。此外，用户设备内容获取服务的快速增加对接入网及核心网的业务传输能力提出更高要求，通过在接入网基站处或终端用户处缓存热点内容，用户直接向基站或D2D用户请求所需内容，可有效降低用户业务获取时延，提升业务体验。

近年来，已有文献对基于缓存的蜂窝网络D2D通信资源分配及用户关联问题开展了相关研究。针对多用户的单小区上行和下行蜂窝网络D2D通信场景，提出一种以信息为中心的无线虚拟化和D2D通信的新型网络架构，通过合理调度物理节点、缓存内容及带宽资源的虚拟化切片，实现虚拟移动运营商总收益的最大化。针对多用户的单小区下行蜂窝网络D2D通信场景，在考虑用户内容偏好和共享概率的前提下，提出基于网络卸载增益最大化的用户内容推送策略。

综上所述，现有基于缓存的蜂窝网络D2D通信的相关研究较多考虑单个用户的内容缓存问题，较少联合考虑用户偏好及多用户内容共享问题，难以保障网络中所有用户的业务需求体验。此外，现有相关研究较多关注网络收益、吞吐量、网络卸载增益的提升，较少考虑用户业务传输时延特性，可能导致业务传输时延较大，对于时延敏感用户设备而言，传输性能及用户体验难以保障。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，在该方法中，假设用户以不同的偏好概率请求内容，簇头可缓存内容，通过成簇方法，基站可将用户偏好的内容推送到簇头上；用户位于簇内通信模式和蜂窝通信模式共存的网络覆盖区域，可选择与合适的网络模式建立关联；建模用户联合业务传输时延为优化目标，实现簇头选择、内容部署及用户通信模式关联策略的联合优化。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种蜂窝D2D通信联合成簇及内容部署方法，包括以下步骤：

S1：建模用户内容偏好标识；

S2：建模簇头选择变量；

S3：建模簇头内容推送变量；

S4：建模用户与簇头关联变量；

S5：建模用户总传输时延；

S6：建模簇内通信模式总传输时延；

S7：建模蜂窝通信模式总传输时延；

S8：建模用户成簇及传输数据速率限制条件；

S9：基于用户总传输时延最小化确定成簇及内容部署优化策略。