发明授权-2021107136498-一种D2D缓存网络中信用驱动的协作传输方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN113542124B
(45)授权公告日2022.12.09
(21)申请号202110713649.8(56)对比文件
CN1071821
(22)申请日2021.06.2516A,2017.09.19
US2016094285A1,2016.03.31
(65)同一申请的已公布的文献号CN108366357A,2018.08.03
申请公布号CN113542124AWO2018120935A1,2018.07.05
(43)申请公布日2021.10.22徐少毅等.D2D协作通信网络中基于社交信
(73)专利权人西安交通大学息的中继选择和功率分配.《电子与信息学报》
地址710049陕西省西安市咸宁西路28号.2017,(第05期),
(72)发明人杜清河李艳阳审查员庞素琴

(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任
公司61200
专利代理师张海平
(51)Int.Cl.
H04L45/122(2022.01)
H04L67/1074(2022.01)
H04L41/14(2022.01)权利要求书3页说明书11页附图3页
(54)发明名称
一种D2D缓存网络中信用驱动的协作传输方
法
(57)摘要
本发明公开了一种D2D缓存网络中信用驱动
的协作传输方法，包括以下步骤：在内容请求者
的D2D通信范围内，随机分布N个D2D用户，所述N
个D2D用户缓存有DUER所需文件的喷泉码编码
包，将所述N个D2D用户作为内容提供用户；在一
个传输时间帧开始前，根据最短距离优先策略选
择内容提供者，通过选中的内容提供者向内容请
求者发送数据；建立信用激励机制，当内容请求
者通过D2D通信获取数据时，内容请求者消耗信
用，内容提供者获得信用；在满足网络中用户的
物理通信需求及信用需求的基础上，以最小化系
统平均归一化发射功率为目标建立优化问题，再
求解该优化问题，得到内容提供者的最优发射功
率，该方法能够尽可能降低发送端的功率消耗。
CN113542124B
CN113542124B权利要求书1/3页

1.一种D2D缓存网络中信用驱动的协作传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)D2D通信复用蜂窝用户上行频谱，D2D用户与蜂窝用户相互干扰；
2)在内容请求者的D2D通信范围内，随机分布N个D2D用户，所述N个D2D用户缓存有内容
请求者DUER所需文件的喷泉码编码包，将所述N个D2D用户作为内容提供者；
3)在一个传输时间帧开始前，根据最短距离优先策略选择内容提供者，通过选中的内
容提供者向内容请求者发送数据；
4)建立信用激励机制，当内容请求者通过D2D通信获取数据时，内容请求者消耗信用，
内容提供者获得信用；
5)采用队列模型对用户信用值的动态变化建模，利用反向队列技术及渐进队列理论，
分析用户的信用统计保障需求；
6)在满足网络中用户的物理通信需求及信用需求的基础上，以最小化系统平均归一化
发射功率为目标建立优化问题，再求解该优化问题，得到内容提供者的最优发射功率，再根
据内容提供者的最优发射功率进行信息的传输；
步骤5)的具体操作为：

51)信用的获取Cin和支出Cout分别表示队列到达及离开，用户当前拥有的剩余信用C为

队列长度；用户拥有的信用值小于等于信用队列容量Cmax；

52)将用户所拥有的信用值C低于信用阈值Cth的状态作为信用中断，为保证用户，通过
D2D链路获得所需内容，需要保障内容请求者在其请求内容时有足够的信用支付给内容提

供者，即内容请求者拥有的信用需大于等于Cth，限制内容请求者出现信用中断状态的概率
小于预设目标值ε，即：

Pr{C＜Cth}＜ε(12)
53)采用反向队列技术获得稳定的反转信用系统，在所建立的反转信用队列系统中，信
用的获得过程和支出过程分别表示反转队列的离开及到达，将反转后的信用队列长度记作
其与用户拥有的剩余信用之间的关系为：

其中，函数Cmax为用户拥有信用的最大值；
当反转信用队列为空，即则表示此时用户拥有的信用值等于最大可拥有信用，
则表示用户当前拥有的信用值为0，信用统计保障等效转变为：

其中，ε为预设目标值；
54)根据大偏差理论的统计渐进分析，对于到达过程与离开过程不相关的平稳动态队
列，队尾长度近似为指数分布，满足：

其中，θ*为反转信用队列的目标队列指数，将θ*作为信用指数，信用指数θ*由到达及离
*
开过程共同决定，在相同阈值Cth下，信用指数θ越大，则低信用状态概率ε越小；
信用指数θ*为：

2
CN113542124B权利要求书2/3页
Ψ(θ)＝Φ(θ)(16)
满足：

其中，Ψ(θ)为到达过程的有效带宽函数，Φ(θ)为离开过程的有效容量，为均值符
号；