[发明专利]一种蜂窝网络下的D2D多对多资源分配方法

权利要求书

1.一种蜂窝网络下的D2D多对多资源分配方法，其特征在于，包含以下五个步骤：

S1：进行网络场景的搭建；

S2：进行网络模型的搭建；

S3：构建超图，将一定范围内的蜂窝用户和D2D用户构建超边；

S4：基于超图的频谱资源分配，采用两阶段资源分配的方式；

S5：功率分配，通过对偶法计算功率分配。

2.如权利要求1所述的一种蜂窝网络下的D2D多对多资源分配方法，其特征在于，所述步骤S1进行网络场景的搭建包含以下内容：在单个小区中，含有一个位于小区中心的基站，小区中随机分布有M个蜂窝用户，M个蜂窝用户表示为CUE＝{C_i，i＝1，2，3，…，M}，小区中还随机分布有N个D2D用户，M个蜂窝用户拥有M个单独的正交子信道，N个D2D用户表示为DUE＝{D_j，j＝1，2，3，…，N}，每个D2D用户对由一个发送终端与一个接收终端组成，一个蜂窝用户的频谱资源可以分配给多个D2D用户，同时，一个D2D用户可以占用多个蜂窝用户的频谱资源，基站可以检测到潜在的D2D用户对，并获得所有链路的信道状态信息CSI，复用上行链路资源，同时基站能控制频谱资源的分配。

3.如权利要求1所述的一种蜂窝网络下的D2D多对多资源分配方法，其特征在于，所述步骤S2进行网络模型的搭建包含以下内容：

蜂窝用户和D2D用户频谱共享时的信噪比SINR分别为：

表示D2D对D_j在蜂窝用户C_i上行信道的发射功率；表示D2D用户对最大发射功率；P_B表示基站发射功率；表示蜂窝用户C_i的发射功率；表示蜂窝用户C_i与基站之间的增益；g_jj表示D2D对D_j和蜂窝用户C_i之间的增益；g_ij表示不同D2D对之间的增益；N₀表示噪声；r^u表示蜂窝用户上行最小信噪比要求；r^d表示D2D用户最小信噪比要求。表示D2D对D_j与基站BS之间的增益。x_ij代表蜂窝用户C_i的上行资源分配给D_j的情况，如果分配给D_j，则x_ij＝1，否则为0；

上述，其中公式(3)为目标函数，其他公式为约束条件，其中，B₀为单个资源块的带宽，R代表系统总吞吐量，maxR代表最大化系统总吞吐量，公式(4)表示只有在蜂窝用户的信噪比大于最小信噪比阈值时，才能将该用户的频谱资源分配给D2D用户，公式(5)表示D2D用户的信噪比大于其所需最小信噪比，公式(6)表示D2D用户传输功率约束，表示D2D用户对的最大发射功率，公式(7)表示不限制D2D用户所能复用频谱资源的数量，公式(8)表示D2D用户有资源复用时即x_ij0时有值，否则

4.如权利要求1所述的一种蜂窝网络下的D2D多对多资源分配方法，其特征在于，所述步骤S3构建超图，将一定范围内的蜂窝用户和D2D用户构建超边，包含以下步骤：

S3.1：将一定范围内的蜂窝用户和D2D用户构建超边，超边构建规则如下：

S3.1.1：依次遍历系统中的蜂窝用户，以某个蜂窝用户为中心，关联其δ为半径的范围内的D2D用户，构建超边；

上述以某个蜂窝用户为中心，定义为蜂窝中心用户，蜂窝中心用户为其所在超边的基准顶点上；

S3.1.2：依次遍历系统中的D2D用户，如果遍历到某个D2D用户未被包含入已构建的超边中，则将以其为中心，关联其δ为半径内的D2D用户，构建超边；

S3.2：检查系统中不在同一超边内，而又不满足公式(4)和公式(5)的蜂窝用户和D2D用户，对这些用户建立一对一超边。