[发明专利]NB-IoT中基于D2D通信的用户设备上行链路能量消耗最小化的方法

权利要求书

1.一种NB-IoT中基于D2D通信的用户设备上行链路能量消耗最小化的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：设置分组传输截止时间，对候选中继按照为D2D通信预留时隙的先后顺序进行排序，得到候选中继集

S2：由已排序的候选中继和分组传输时间得到候选时隙-中继矩阵

S3：将中的每个候选中继当作最后一个中继构造时隙-中继矩阵Δ^(u)；

S4：建立数据传输阶段第一跳D2D通信和第二跳蜂窝通信各自的能耗模型；

S5：建立期望的分组传输率和能量消耗最小化问题的数学模型；

S6：将候选的时隙-中继矩阵代入能耗最小化问题数学模型中求得临时最优的能量消耗temp_EEC_opt；

S7：选择满足分组传输率要求的最小能量消耗EEC_opt。

2.根据权利要求1所述的NB-IoT中基于D2D通信的用户设备上行链路能量消耗最小化的方法，其特征在于：在步骤S1中，分组传输截止时间设置为Nτ；NB-IoT终端u的候选中继在u到BS之间的中点附近选取，表示中点处的D2D通信范围内的K个候选中继，并且其能辅助终端u在时间(N-1)τ内将分组转发到BS，候选中继根据为D2D通信保留的第一个时隙排序，候选中继集合表示为：

令终端u的分组到达时间为t(u)，并且在分组到达之后候选中继为D2D通信预留的第一时隙的时间为因此，满足

3.根据权利要求1所述的NB-IoT中基于D2D通信的用户设备上行链路能量消耗最小化的方法，其特征在于：在步骤S2中，所述候选时隙-中继矩阵用于判定各个候选中继的时隙是否为D2D通信所预留，其为(N-1)×K的二进制矩阵，矩阵元素代表候选中继在时隙i为终端u预留D2D通信时间。

4.根据权利要求1所述的NB-IoT中基于D2D通信的用户设备上行链路能量消耗最小化的方法，其特征在于：在步骤S3中，所述时隙-中继矩阵Δ^(u)用于判定候选中继是否被选为实际中继，其为(N-1)×K的二进制矩阵，矩阵元素表示候选中继在时隙i被选为实际中继，由于时间的一维性，在同一时隙里最多有一个中继为终端u预留D2D通信时间，即：

5.根据权利要求1所述的NB-IoT中基于D2D通信的用户设备上行链路能量消耗最小化的方法，其特征在于：在步骤S4中，建立第一跳和第二跳通信的能耗模型，第一跳D2D通信的能耗模型为：

其中，L表示终端u发送的分组大小，d_i,k表示终端u到中继的距离，δ_i,k为时隙-中继矩阵元素；

第二跳蜂窝通信的能耗模型为：

其中，l表示第二跳通信的传输次数，d_k,BS表示中继到基站的距离。