[发明专利]一种D2D的资源分配的方法及系统

说明书

本发明提供一种用于D2D的资源分配的方法，包括：从发出资源分配的请求的用户中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对；设置分配给该中继用户的时间以进行搜索算法得出分配给该中继用户的功率的最值；根据分配给该中继用户的功率的取值范围，搜索计算出分配给该中继用户的功率的取值以使得系统效用函数取值最大；通过搜索算法得出使得系统性能最好的资源分配的方法。本发明的资源分配的方法可提高参与协作的中继用户的能效以激励其参与协作，其可灵活地调节用户终端的耗能与用户的数据传输速率之间关系。

技术领域

本发明涉及无线资源的分配，特别涉及D2D的无线资源的分配。

背景技术

在无线通信技术的演进中，D2D(Device to Device)，即终端直通技术被提出以提高无线通信系统的性能、提升用户体验、扩展蜂窝通信的应用。在D2D通信中，用户的终端可同其他用户的终端直接通信以避免用户数据在蜂窝通信中需经过网络中转来传输，此外D2D用户的终端之间进行的协作使无线通信系统中的资源得以复用以提高系统资源的利用率，并且D2D用户的终端还可作为其他D2D用户与网络中转设施(例如，基站)进行通信时的中继以利用其较优的信道资源而达到提高通信数据的吞吐量的目的。

而用户终端的能量是有限，其无法无条件地为其他用户的终端提供中继。为解决上述问题，一些现有技术提出了可为成为其他用户终端的中继的用户终端提供积分奖励的协作激励系统。例如，在美国高通公司提出的公开号为CN104396339A的专利申请中，公开了一种用于提供用于接入无线接入网络的激励协作系统的方法和装置，其中被D2D协作的主设备(即源用户)或运营商(或这两者)根据辅助设备(即中继用户)因参与D2D协作而消耗的能量向辅助设备提供一定量的积分奖励。

为提升例如上述专利文件中参与D2D协作的中继用户的吞吐量，一些现有技术提出了在由通信协议确定的调度周期内提升参与D2D协作的用户双方的吞吐量的技术方案。例如，在发表于2011年的电气与电子工程师协会国际通信会议(IEEE ICC)1–5页标题为“Fair and Efficient Resource Sharing for Selfish Cooperative CommunicationNetworks Using Cooperative Game Theory”(利用合作博弈理论的自协作通信网络的公平且有效的资源分配)的学术论文中，提出了一种在一定的调度周期内通过合理的通信资源的分配使D2D协作的用户双方相互协作以提升用户双方的吞吐量的方法。

然而，由于通过现有的通信协议确定的调度周期的时间相对较短，因而难以支持参与D2D协作的用户双方轮流作为对方进行通信时的中继，特别是在时分多址下而用户传输的数据量较多的情况下。另外，在实际中普遍存在某些用户长期处于较好的信道中的情况，由此，此类用户适合作为信道条件较差的用户的中继而无需其他用户为其中继，因而由参与D2D的用户双方相互作为对方的中继会造成通信资源的浪费。此外，为调节用户的终端消耗的能量与用户的数据传输速率之间的关系，例如，有些用户可能愿意多消耗一些能量以换取更高的数据传输速率，单从用户的吞吐量(即，数据传输速率)的角度考虑的激励用户协作的资源分配的方法，其无法灵活地调节用户的终端的耗能与用户的数据传输速率之间关系。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于D2D的资源分配的方法及系统，包括：

1)从发出资源分配的请求的用户中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对；

2)根据在保障所述中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的同时使得系统效用函数取值最大的原则对所述中继用户与所述源用户进行资源分配，其中，所述能效为用户的吞吐量与其传输数据消耗的能量的比值。

根据上述方法，其中，步骤2)包括如下步骤：

对每名中继用户与源用户进行下列操作：