[发明专利]全双工D2D通信资源分配方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信频谱资源分配技术领域，特别是涉及一种全双工蜂窝终端直通(Device-to-device，简称D2D)通信资源分配方法及装置。

技术背景

随着移动通信技术的飞速发展和各种智能设备的迅速普及，移动数据业务量呈现出爆炸式增长，因而对无线通信的数据业务速率提出了更高的需求。D2D通信作为一种新型的蜂窝终端直通通信技术，它允许位置距离相近的两个用户无需经过基站或者接入点转发而直接通信。与传统蜂窝通信方式相比，D2D通信减轻了基站或者接入点的负载，提高了系统的频谱效率，延长了设备的电池寿命。因此，D2D通信技术引起国内外的广泛关注。而将全双工通信技术运用到D2D通信中，进一步增大了D2D通信系统吞吐量。由于D2D用户共享蜂窝频谱从而导致系统中用户间产生同频干扰，用户服务质量将受到较大影响，系统容量也随之降低。因此，设计合理抑制用户间干扰的资源分配方法是实现D2D通信的关键。

目前全双工D2D频谱资源分配方法主要有：

AliS和Nandana Rajatheva等人在文献Effect of Interference of Full-Duplex Transmissions in Underlay Device-to-DeviceCommunication[C].IEEE 14th Canadian Workshop on Information Theory(CWIT),2015:54-57中提出了一种多个D2D对复用单个蜂窝用户资源的方案，其以最大化蜂窝系统中D2D用户数量为目标，但是该方案并未涉及D2D用户间的同频干扰，与实际场景相差较大。

之后，Xiaomeng Chai等人在文献Throughput Improvement in Cellular Networks Via Full-Duplexbased Device-to-Device Communications[C].IEEE Access,Year:2016,Volume:PP,Issue:99中提出了一种蜂窝链路动态保护机制，该机制提前设置蜂窝通信保护区域，在引入全双工D2D通信的同时，有效地保证了蜂窝用户的服务质量,提高了频谱利用率，但是该系统只考虑一对D2D用户与一个蜂窝用户存在的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是多D2D用户对和多个蜂窝用户同时存在的的全双工D2D通信资源分配，具有高吞吐量低复杂度特点。

本发明一种全双工D2D通信资源分配方法，包括：

确定能被多个D2D用户对复用的多个蜂窝信道资源；

将蜂窝网络中所有用户的信干噪比与基站分别为该用户设定的信干噪比门限值进行对比，确定能够参与频谱资源复用的蜂窝用户与D2D用户数量；

使用二分图原理，如果蜂窝用户和D2D用户之间可以进行频谱资源共享，则将它们之间进行连线，分别遍历可参与资源复用的蜂窝用户集合和D2D用户集合，完成二分图构建；

为二分图中连接边数最少的D2D用户进行资源分配；

将已经完成资源匹配的蜂窝用户与D2D用户分别移出蜂窝用户与D2D用户集合，直到两个集合之一为空集，则完成蜂窝网络的资源匹配。

本发明一种全双工D2D通信资源分配装置，包括：

蜂窝信道资源确定单元，用于确定能被多个D2D用户对复用的多个蜂窝信道资源；

用户初选单元，用于将蜂窝网络中所有用户的信干噪比与基站分别为该用户设定的信干噪比门限值进行对比，确定能够参与频谱资源复用的蜂窝用户与D2D用户数量；

二分图构建单元，如果蜂窝用户和D2D用户之间可以进行频谱资源共享，则将它们之间进行连线，分别遍历可参与资源复用的蜂窝用户集合和D2D用户集合，完成二分图构建；

用户资源分配单元，用于为二分图中连接边数最少的D2D用户进行资源分配；

用户管理单元，将已经完成资源匹配的蜂窝用户与D2D用户分别移出蜂窝用户与D2D用户集合，直到二分图两个集合之一为空集，则完成蜂窝网络的资源匹配。

与现有技术相比，本发明将蜂窝网络中所有用户的信干噪比与基站分别为该用户设定的信干噪比门限值进行对比，对蜂窝网络中的用户进行初选，如果蜂窝用户和D2D用户之间可以进行频谱资源共享则构建蜂窝用户集合和D2D用户集合的二分图，为二分图中连接边数最少的D2D用户进行资源分配，采用本发明可以在多D2D用户对和多个蜂窝用户同时存在的系统中，提高吞吐量降低复杂度。

附图说明