[发明专利]一种异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法

说明书

本发明公开了一种异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法，采用基于距离的复用准则为D2D用户寻找可复用信道资源；为了使D2D链路吞吐量最大化，采用注水算法为D2D用户分配功率；采用拍卖算法为D2D用户分配最优信道资源。本发明能在满足用户服务质量要求下，有效抑制蜂窝用户和D2D用户之间的跨层干扰，有效提高D2D链路的吞吐量。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及蜂窝用户和D2D用户组成的异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法。

背景技术

绿色网络是随着当前国际能源紧缺，二氧化碳排放量持续增高的现状下提出的新型研究课题。早在21世纪，绿色无线通信方面的研究就已经被大量展开，主要包括移动网络的能耗分析、基站覆盖管理、绿色网络节能评价、节能通信网络设计和功率自适应控制等方面。然而，关于这方面的研究主要是以节省基站和核心网络设备的能耗为目标，无法在降低网络基础架构能耗的同时提高网络传输使用效率，以及改进移动终端的持续使用时间等。

随着近期多媒体流媒体业务和智能移动终端的蓬勃发展，人们对于蜂窝网络在服务质量要求和吞吐量方面提出了前所未有的挑战。为应对网络密集化和差异化带来的高速流量增长和海量设备接入，那么就需要大幅度改善蜂窝网络架构。因为任何通信网络系统不可能通过中心设备进行大范围、高效率地指挥以及调度通信网络中各个终端用户设备,将D2D通信技术引入传统的蜂窝网络中就能很好改善以上问题。

通过由蜂窝用户和端到端(Device-to-Device，D2D)用户构成的异构网络中， D2D通信技术可以在小区基站的控制下，通过复用普通蜂窝小区的频谱资源来提高频谱资源利用率。D2D通信允许两个距离相对较小的用户之间直接建立通信链路，而不需要首先通过基站再到接收端，因此可以有效的减轻基站负荷，并且由于D2D通信的两个用户之间距离相对较短，信道条件很好，因此可以减小 D2D用户的发送功率，提高终端用户的电池续航能力。但是由于D2D通信技术复用了蜂窝小区的频谱资源，D2D用户和蜂窝用户在同一个信道上进行通信，所以二者之间会产生共道干扰，干扰严重的情况下会严重降低二者的通信质量，降低系统的性能。因此如何减小干扰带来的影响是需要亟待研究和解决的问题。

目前相关文献已经提出了一些用于减小共道干扰的方法，其中集中式干扰管理方案采用部分频率复用和功率控制是抑制蜂窝用户和D2D用户组成的异构网络中干扰的有效手段。另外，有人提出一种基于分组的干扰管理方案，具体方法为：将分组方法分为组内正交分组和组间正交分组，组内正交分组方法将干扰严重的D2D用户分在相同组，相同组中的D2D用户使用不同的信道，不同组可以复用相同的子信道；相反，组间正交分组方法是将没有干扰或干扰很小的D2D 用户分在相同组，相同组中的D2D用户可以复用相同的信道，不同组分配不同的信道。

经研究发现，在现有技术中，集中式干扰管理方案随着D2D用户数量的增加，其计算复杂度也会急剧增加，使得该方法难以在D2D用户密集部署的场景中应用；同时，基于分组的干扰管理方案中组内正交分组方法是从每个D2D用户自身出发进行分组，难以找到全局较优的分组方案，同时，这种分组方案得到的各个组中的D2D用户数目很不均衡，使得一部分D2D用户不能分配到足够多的子信道，从而难以保证D2D用户的服务质量QoS要求。

发明内容

针对以上现在技术的不足，本发明发明讨论蜂窝用户和D2D用户组成的异构网络中资源分配问题，提出了一种基于D2D用户分簇的资源分配算法，能够有效抑制跨层干扰和同层干扰，在满足用户的QoS要求下，有效的提升D2D链路的吞吐量。

本发明的一种异构网络中基于组合拍卖的资源分配方法，包括以下步骤：

步骤101：采用基于距离的复用准则为D2D用户寻找可复用信道资源；

步骤102：为了使D2D链路吞吐量最大化，采用注水算法为D2D用户分配功率；

步骤103：采用拍卖算法为D2D用户分配最优信道资源。