[发明专利]D2D网络中支持P2P分享机制的数据下载路线设计方法

摘要

本发明D2D网络中支持P2P分享机制的数据下载路线设计方法。目的在于通过路由设计配合P2P数据分享来提升下载用户的平均下载速率。本发明通过全局考虑所有下载用户的位置分布，通过合理的设计路线使其尽可能多地通过其它下载用户附近，这样利用无线信道的广播特性，其它下载用户就可以接收到该条路线上传输的数据，从而增强自身的数据下载速率，同时控制跳数增加对目的下载用户造成的损害在可容忍水平内。仿真结果表明，本发明通过考虑全局下载用户的位置情况下，通过修改传输路径可以显著提高网络性能。综上所述，本发明在存在于多个下载用户/服务器情况下，可以有效提升系统下载用户的平均下载速率。

主权项

1.D2D网络中支持P2P分享机制的数据下载路线设计方法，其特征在于，该方法涉及的网络中包括D2D网络的多个D2D下载用户，多个服务器，若干个自由D2D节点和蜂窝网络的多个蜂窝用户和一个中心基站，包括以下步骤：1)根据节点位置分布确定每条路由的起点和终点，每条路由的起点均是服务器，终点均是D2D下载用户；2)根据节点的位置分布确定每条路由分配的蜂窝频谱资源；3)在确定分配频率资源基础上确定每条路由从起点到终点的具体线路，每条路由的具体设计由两阶段构成；其中在第一阶段，设计一条由路由起点服务器到路由终点D2D下载用户的最短路径；在第二阶段，根据其它下载用户的位置对该路线进行修改；对于路由设计第二阶段，修改初始化路径建立的目标函数为：式中：H(f_m→s_n)表示从服务器f_m到下载用户s_n的总跳数，R_th表示在多跳传输中每一条必须满足的速率要求，表示下载用户s_n从服务器f_m的下载速率，N_ser和N_sub分别表示服务器和下载用户的数目；具体步骤如下：301)找出其它下载用户s_v'的邻居节点集合Ω(s_v')，并统计出所有邻居节点集合中的节点s_c(s_c∈∪Ω(s_v'))的度D(s_c)，s_c(s_c∈∪Ω(s_v'))；302)初始化固定节点集C，C＝{f_u,s_v}，该固定节点集合为修改路径时，所选择修改路由中间节点对象；303)检查其它下载用户的邻居节点集，是否有某些节点在中，如若有则选择该集合中度最大的节点，将其按照在出现的顺序插入到固定节点集C中，并设定该邻居节点集为空；304)根据更新后的邻居节点集合重新计算将所有邻居节点的度，并从大到小进行排序，如果度相同，则按照该节点到规划路线的距离L(t,C(m^*),C(n^*))由小到大进行排序；305)选择排序后的邻居节点的第一个节点作为规划节点T并确定修改节点C(M)和C(N)，利用Dijsktra算法设计从节点C(M)到节点T的路径和从节点T到节点C(N)的路径，将C(M)→T→C(N)的路线取代原来在中C(M)→C(N)的路线得到新的路线设定包含节点T的所有邻居节点集设定为空集；306)根据新的路由重新计算所有的下载用户从该路线下载的速率总和，即：比较修改路线前后的速率总和，如若修改路线后的整体系统下载速率增加，且对于目的下载用户而言，增加的跳数使其下载速率R(f_u→s_v)下降，但依然在可容忍范围内，即则用新的路线取代原来路线，即跳转至步骤303)，终止条件：所有的Ω(s_v')均为空。