发明授权-2014106499649-无线D2D网络中基于角度和干扰控制建立多播路由的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN104394569B
(45)授权公告日2017.10.20
(21)申请号201410649964.9(56)对比文件
(22)申请日2014.11.14EP2744293A1,2012.12.12,
CN102244914A,2011.11.16,
(65)同一申请的已公布的文献号CN103826196A,2014.05.28,
申请公布号CN104394569ACN102638893A,2012.08.15,
(43)申请公布日2015.03.04CN103402233A,2013.11.20,
(73)专利权人西安交通大学审查员杨露
地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西
路28号
(72)发明人任品毅许茜杜清河
(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任
公司61200
代理人陆万寿
(51)Int.Cl.
H04W40/04(2009.01)
H04W40/16(2009.01)权利要求书3页说明书10页附图3页
(54)发明名称
无线D2D网络中基于角度和干扰控制建立多
播路由的方法
(57)摘要
本发明提供一种无线D2D网络中基于角度和
干扰控制建立多播路由的方法，包括：1)综合考
虑D2D节点和蜂窝用户之间的干扰以及D2D节点
之间的干扰，构建最小化源节点到各目的节点平
均跳数的路由优化模型；2)设计距离比最小准则
和角度阈值准则，以指导路由的建立；3)采用启

发式算法，逐跳建立从源节点Msr到各目的节点
的路由。本发明综合考虑了D2D节点和蜂窝用户
的干扰以及D2D节点之间的干扰，可以在保证蜂
窝用户通信质量和D2D传输速率的前提下，建立
到各目的节点平均跳数较少的路由。通过联合使
用距离比最小准则和角度阈值准则，每一跳所生
成的路径可以有效地靠近目的节点，在减少平均
跳数的同时降低路由中断概率。
CN104394569B
CN104394569B权利要求书1/3页

1.一种无线D2D网络中基于角度和干扰控制建立多播路由的方法，用于一蜂窝网络和
D2D网络并存的小区，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据D2D节点和蜂窝用户之间的干扰以及D2D节点之间的干扰，构建最小化平均跳数
的路由优化模型；
2)设计距离比最小准则和角度阈值准则，以指导路由的建立；
2-1)、距离比最小准则：

a、将集合Tx中第i个节点记作计算可以作为其接收节点的候选节点集合Ni，其计算
公式为：

其中，代表整个网络中的D2D节点；
b、将m个目的节点中要从节点接收数据包的所有目的节点构成的集合称作的目标
目的节点集合并有称作目标目的节点子集，且

其中，是m个目的节点中的一个；对于子集依据距离比最

小准则为该子集选择的一个接收节点选取准则的计算公式如下：

其中，du,t代表考察节点u和目的节点之间的距离，du,BS代表考察节点u和基站之间的
距离；
2-2)、角度阈值准则

设定角度阈值θth，对于的任意两个接收节点和若则将和
合并成一个新的目标目的节点子集；若则不对这两个集合进行合并；

3)根据距离比最小准则和角度阈值准则，逐跳建立从源节点Msr到各目的节点的路由。
2.根据权利要求1所述的无线D2D网络中基于角度和干扰控制建立多播路由的方法，其
特征在于，所述步骤1)的具体步骤包括：
1-1)、在仅考虑大尺度路径损耗的情况下，计算基站端的路径增益，其计算公式为：

其中，P0为蜂窝用户的发射功率，d0为蜂窝用户和基站之间的距离，η是路径损耗指数，α
是天线的固定功率增益；
1-2)、计算第x跳内，蜂窝链路的信干比并要求信干比值大于等于门限值

ρth：

其中，Pi为节点i的发射功率，Di为节点i和基站之间的距离；

1-3)、由式(2)计算出发射节点集合Tx中各节点发射功率的上界为：

2
CN104394569B权利要求书2/3页

1-4)、计算集合Tx中任一节点i到节点j的最高传输速率其计算公式为：

其中，B为蜂窝用户的带宽，Δj为节点j和蜂窝用户之间的距离，di,j为节点i和节点j之
间的距离；

1-5)、根据式(4)计算第y条SL路径上的第x跳，即Hxy的最高传输速率

其中，t＝Txy，r＝Rxy，Txy为第x跳的发射节点，Rxy为第x跳的接收节点，SL路径为连接源
节点和一个叶节点的路径上的所有按层数由小到大排序的节点以及各节点之间的边构成
的路径；

1-6)对于有一个源节点和m个目的节点的多播通信组，使用Lv代表从源节点成功传输数

据包到第v个目的节点所需跳数，在满足D2D链路最小传输速率Rth的前提下，将最小化平均
路径跳数的问题归结为下式：

其中，κ代表所生成的多播树，P代表所有D2