[发明专利]一种D2D中继网络中基于社会特性的中继选择方法

权利要求书

1.一种D2D中继网络中基于社会特性的中继选择方法，所述D2D中继网络包括蜂窝用户、D2D用户发送端s、D2D用户接收端d及若干能够充当中继的空闲用户，选择空闲用户作为中继，D2D用户发送端s向中继发出信号，中继接收D2D用户发送端s发送过来的信号，并将D2D用户发送端s发送过来的信号转发至D2D用户接收端d，其特征在于，选择空闲用户作为中继的具体操作为：

获取空闲用户的位置信息及中继选择范围半径l_max，然后根据空闲用户的位置信息及中继选择范围半径l_max得中继选择范围内的空闲用户集合；当系统的通信时间大于等于预设值时，根据空闲用户集合中各空闲用户的社会关系强度、信誉值及位置关系计算空闲用户集合中各空闲用户的信息传输速率，然后选择信息传输速率最大的空闲用户作为中继；当系统的通信时间小于预设值时，根据空闲用户集合中各空闲用户的社会关系强度、信誉值及位置关系计算空闲用户集合中各空闲用户的协作概率与信息传输速率的乘积，然后选择乘积结果最大的空闲用户作为中继；

第一跳通信中，D2D用户发送端s通过D2D链路向中继发送信号，D2D链路受到蜂窝链路的干扰，则D2D用户发送端s与中继之间链路的信号传输模型为：

其中，P_s为D2D用户发送端s的发送功率，P_c为蜂窝用户的发送功率，n为加性高斯白噪声，加性高斯白噪声的功率谱密度为n₀，d_i,j为节点i与节点j之间的距离，α为路径损耗指数，则D2D用户发送端s与中继之间链路的信干噪比γ_s,r及第一跳通信时蜂窝链路的信干噪比γ_C，1分别为：

第二跳通信中，中继向D2D用户接收端d发送信号，则中继与D2D用户接收端d之间链路的信干噪比γ_r,d及第二跳通信时蜂窝链路的信干噪比γ_C，2分别为：

其中，P_r为中继转发信号时的转发功率，P_r与中继和D2D用户发送端的社会关系成正比，N₀为噪声功率；

D2D用户发送端s的发送功率P_s及中继转发信号时的转发功率P_r满足：

设用户i与用户j的社会关系强度w_i,j为：

其中，C_i,j为用户i与用户j间的相遇次数，∑C_i,k为用户i和其他所有用户的相遇总次数，D_i,j为用户i与用户j间的相遇持续时间，∑C_i,k为用户i和其他所有用户的相遇总持续时间，η为控制相遇次数和相遇持续时间在决定用户间社会关系强度时所占的比例因子；

则中继转发信号时的转发功率P_r为：

其中，P_bm为中继的基准发射功率；

基于信誉度和社会关系构建协作概率模型为：

P_copro,sr＝βc_r+(1-β)w_s,r

其中，P_copro,sr为空闲用户的协作概率，β为协作系数，c_r为第r个空闲用户的信誉值。

2.根据权利要求1所述的D2D中继网络中基于社会特性的中继选择方法，其特征在于，当D2D用户发送端s向中继发出服务请求时，D2D用户发送端s可能被拒绝服务，当空闲用户的协作概率越大，则以该空闲用户作为中继时，D2D用户发送端s被拒绝服务的可能性越低；设D2D用户发送端s被第一个空闲用户拒绝服务后，与另一个空闲用户建立联系所需的时间为τ，系统的通信时间为T，D2D用户发送端s被n个空闲用户拒绝后，第n+1个空闲用户同意作为中继进行服务，则剩余用于数据传输的时间为T-nτ，系统的有效吞吐量E_tp为：

其中，R为D2D中继网络中数据的传输速度。