[发明专利]一种基于蜂窝网络能量交易的D2D模式选择方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种基于蜂窝网络能量交易的D2D模式选择方法。

背景技术

面对流量需求的增长和频谱资源的匮乏，节能减排、降低功耗的绿色通信作为新一代通信理念逐渐引起广泛关注。D2D(Device-to-Device，设备与设备)通信可以在近距离的通信设备之间实现低发射功率的直连通信，从而有效降低用户的能耗。与传统的蜂窝通信需要两跳来进行数据转发不同，D2D通信仅需要一跳来完成数据传递，因此可以实现良好的单跳增益，节约信道资源的同时，降低通信时延。

在包含D2D通信的蜂窝网络中，D2D用户既可以以D2D模式进行直连通信，也可以采用传统的蜂窝模式，通过基站来进行数据转发；若所有D2D用户均采用通过BS(BaseStation，基站)供电进行D2D模式的进行通信，则用户能耗较高。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于蜂窝网络能量交易的D2D模式选择方法，其目的在于降低蜂窝网络中D2D通信的能耗。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于蜂窝网络能量交易的D2D模式选择方法，包括以下步骤：

(1)更新当前网络的基本信息，并根据当前网络信息获取DT(D2DTransmitter，D2D发射机)的初始能量E₀，待传输数据的数据量D₀和能量阈值E_th；

其中，能量阈值是指D2D发射机将全部待传输的数据通过直连链路送给D2D接收机所需要的最小能量；对应具体的通信场景，能量阈值根据拟传输的数据量以及可容忍的最大传输时延设定；

(2)由DT向DT所对应的BS和DR发送导频信号；BS根据接收到的导频信号的路径损耗获取BS与DT之间的距离d，DR(D2DReceiver，D2D接收机)根据接收到的导频信号的路径损耗获取DR与DT之间的直连链路距离r；

(3)判定DT的初始能量E₀是否大于等于能量阈值E_th；若是，则由DT将全部待传输数据直接发送给DR，否则，进入步骤(4)；

初始能量E₀大于等于能量阈值E_th，表明DT的初始能量足够将全部数据通过D2D直连链路传输给DR；通过D2D直连链路直接将待传输的数据发送给DR，不经过基站；不仅降低了基站的负载，而且有效地避免了蜂窝通信带来的两跳功率损耗，从而大幅度降低系统能量消耗；

初始能量E₀小于能量阈值E_th，表明DT初始能量不足，不能进行直连通信；

(4)DT根据上述直连链路距离r，获取进行通信模式切换的距离阈值D_th；

(5)判断BS与DT之间的距离d是否大于等于所述距离阈值D_th，若是，则由DT从BS收集能量，并由DT利用所述能量将全部待传输的数据发送给DR；

若否，则采用蜂窝模式进行通信，由DT使用初始能量向BS传输关键信息，BS根据接收到的关键信息从当前网络中获取待传输的数据，并由BS将待传输的数据转发给DR；

d≥D_th，表明BS与DT之间的距离d远大于DR与DT之间的距离r，表明BS与DT之间的距离和BS与DR之间的距离近似相等；采用D2D模式进行直连通信，DT先从BS捕获传输全部数据所必须的能量，并利用此能量将全部待发送数据量D₀通过D2D直连链路发送到DR；

d＜D_th，表明BS与DT之间的距离小于距离阈值；采用蜂窝模式进行通信，DT先向BS传输关键信息，由BS以接收到的关键信息为依据从当前网络中查找拟传输的原始数据，并由BS进行数据转发。

优选地，上述基于蜂窝网络能量交易的D2D模式选择方法，采用文件名或者链接作为关键信息。

优选地，上述基于蜂窝网络能量交易的D2D模式选择方法，其步骤(2)具体如下：

由DT向DT所对应的BS和DR分别发送导频信号；

BS接收到导频信号后根据路径损耗确定其与DT之间的距离

DR接收到导频信号后根据路径损耗确定其与DT之间的距离

其中，k是传播系数，α是路径损耗因子，P_t是DT发射的导频信号功率，P_{r_BS}是BS接收到的信号功率，P_{r_DR}是DR接收到的信号功率。