[发明专利]基于拍卖理论的蜂窝网络中D2D通信资源分配方法

摘要

本发明公开了一种基于拍卖理论的蜂窝网络中D2D通信资源分配方法，解决D2D用户和蜂窝用户之间的干扰协调问题，包括如下步骤(1)基站搜集所有D2D用户对的位置信息；(2)基站公布一个初始的单位价格、迭代拍卖指数t、固定的价格增量Δ；(3)竞拍者(D2D用户)选择某一个信道k，然后根据自己通信质量和蜂窝用户的通信质量，计算在这个信道上的最大发送功率和最小发送功率(4)根据效用函数，计算最佳发送功率和最大效用函数；(5)基站进行资源分配。本发明在保证D2D用户和蜂窝用户通信质量的前提下，降低了D2D用户的发送功率，提高了蜂窝网络的系统频谱利用率，同时提高了终端用户在电池使用寿命中的平均可发送数据量。

主权项

基于拍卖理论的蜂窝网络中D2D通信资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：A1、基站搜集所有D2D用户对的位置信息，计算D2D用户间、蜂窝用户和D2D用户之间以及蜂窝用户到基站之间的信道增益；A2、基站公布初始的单位价格p0、拍卖指数t＝0、固定的价格增量Δ、每个蜂窝用户的信道速率要求rtar；A3、根据D2D用户和蜂窝用户最低的通信质量要求，每个竞拍者计算在每一个信道上的最大发送功率和最小发送功率，竞拍者在这个信道上的可发送功率介于最大发送功率和最小发送功率之间，所述竞拍者为D2D用户，D2D用户i在任一信道上的最大发送功率和最小发送功率分别为：pi,maxk=(pkhkB2rktar-1-N0)/hiB]]>pi,mink=(2ritar-1)(pkhki+N0)hii]]>其中，pi和pk分别是D2D用户i和第k个蜂窝用户的发送功率，hkB和hiB分别是蜂窝用户k和D2D用户i到基站的信道增益；hii和hki分别是D2D用户i的发送端到接收端的信道增益和蜂窝用户k到D2D用户i的信道增益；ritar为D2D用户i的最小目标速率，为蜂窝用户的最小速率，N0表示加性高斯白噪声；D2D用户i在电池使用寿命中的可发送数据量为其中ri代表用户i的发送速率；li是用户i的电池使用寿命；Q代表电池容量；V0是电池的工作电压；pi和p0分别代表用户的发送功率和电路功率消耗；A4、每个竞拍者在自己感兴趣的每个信道上选择最佳发送功率，使得选择这个信道后的效用函数最大，然后将该效用函数作为竞拍这个信道后的报价，提交给基站；A5、在每一轮拍卖中，基站收集所有竞拍者提交的报价，并找到最大的报价，如果最大的报价非负，则提交这个报价的竞拍者赢得相对应的信道，否则基站对该信道不进行任何资源分配；A6、竞拍者赢得某个信道后，该竞拍者和该信道均不能参与下一轮拍卖，令基站设置t＝t+1，pt+1＝pt‑Δ，重复执行A3‑A5，直到所有的竞拍者各赢得一个信道，或所有的信道资源都被拍卖。