发明授权-2018101052529-一种能量与速率感知的D2D通信频谱资源分配方法.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CN108377481B
(45)授权公告日2019.12.10
(21)申请号201810105252.9H04W72/08(2009.01)
(22)申请日2018.02.02(56)对比文件
(65)同一申请的已公布的文献号CN107484244A,2017.12.15,
申请公布号CN108377481ACN107426820A,2017.12.01,
CN105813129A,2016.07.27,
(43)申请公布日2018.08.07CN104811892A,2015.07.29,
(73)专利权人东南大学CN105813209A,2016.07.27,
地址211100江苏省南京市江宁区东南大审查员霍翠萍
学路2号

(72)发明人郑军刘诚征
(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所
(普通合伙)32204
代理人向文
(51)Int.Cl.
H04W4/70(2018.01)
H04W72/04(2009.01)权利要求书3页说明书7页附图5页
(54)发明名称
一种能量与速率感知的D2D通信频谱资源分
配方法
(57)摘要
本发明公开了一种能量与速率感知的D2D通
信频谱资源分配方法，包括如下步骤：(1)蜂窝用
户频谱资源块分配；(2)D2D用户对满意程度函数
q(k)计算；(3)D2D用户对频谱资源块分配；(4)剩
余频谱资源块分配。本发明在确保蜂窝用户和
D2D用户对服务质量(QoS)要求不受严重影响的
前提下，在蜂窝网络D2D通信的频谱资源分配中
考虑用户的电池消耗量和数据速率，有效提高蜂
窝网络D2D用户对的服务体验质量(QoE)、提高系
统的吞吐量和降低平均电池消耗量性能。
CN108377481B
CN108377481B权利要求书1/3页

1.一种能量与速率感知的D2D通信频谱资源分配方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)蜂窝用户频谱资源块分配：由于一个蜂窝用户无论其使用哪一个RB，该蜂窝用户在
使用一个RB资源块后所能获得的数据率相同，通过计算每一个蜂窝用户对于RB资源块的基
本需求，为蜂窝用户分配相应的RB资源块；
2)D2D用户对满意程度函数q(k)的计算：在D2D用户对满意程度函数q(k)中考虑D2D用
户对当前时刻的数据传输速率和电池剩余量，以衡量D2D用户对当前的体验质量满意程度，
并确定其在RB资源块获取时的优先权；
3)D2D用户对频谱资源块分配：在每一个时隙中，根据步骤2)得到的q(k)值的大小，对
D2D用户对做优先权排序，D2D用户对的q(k)值越小，表示其QoE越不满意，在频谱资源分配
时，允许q(k)值小的D2D用户对具有较高的优先权去获得RB资源；
4)剩余频谱资源块分配：如果在蜂窝用户RB分配和D2D用户对RB分配阶段之后，系统内
还存在剩余RB资源未被分配，则将剩余RB资源按照规则分配给相应的D2D用户对；
所述步骤1)中，蜂窝用户频谱资源块分配的具体过程为：在单小区的环境中，共有M个
蜂窝用户和N个D2D用户对均匀分布在小区内，蜂窝用户和D2D用户对的业务要求需要完成
的任务量相同，且均为Δ，此外，系统内的频谱资源以RB资源块的形式呈现，且系统内RB资

源块数目固定，为L，一个RB资源块会出现四种不同的使用情况，以RBl(l＝1,2,...,L)为

例：状态1，RBl既不被蜂窝用户也不被D2D用户对使用；状态2，RBl只被一个蜂窝用户使用；状

态3，RBl只被一对D2D用户对使用；状态4，RBl被一个蜂窝用户和一对D2D用户对共享使用；

定义一个L×(M+N)的矩阵Ω＝[ωl,r]L×(M+N)，用于描述D2D通信资源分配的结果，其中，r＝

1,2,3,...,(M+N)，矩阵中ωl,r的值表示资源块RBl(l＝1,2,...,L)与蜂窝用户Ci(i＝1,

2,...,M)和D2D用户对Dj(j＝1,2,...,N)资源共享的情况，具体定义如下：

资源分配开始之前，矩阵Ω应初始化为Ω＝0；
考虑系统内所有RB资源块在时间片初始k＝1时均处于状态1，则如果蜂窝用户使用了
一个处于状态1中的RB，该RB将会转为状态2，根据香农公式可知，蜂窝用户使用一个RB资源

块获得的数据传输速率相同，为了满足蜂窝用户Ci对频谱资源块的基本需求，计算蜂窝用
户频谱资源块的基本需求，即：

其中，表示蜂窝用户Ci使用了一个RB资源块获得的数据传输速率；

由此可知，可以对每一个蜂窝用户执行以下步骤，获得其需要的基本RB资源块：

2
CN108377481B权利要求书2/3页

1.1)根据公式(3)，计算蜂窝用户Ci需要的RB资源数目n；
1.2)重复步骤1.1)，直到所有蜂