[发明专利]一种融合社交属性D2D通信的混合能源基站节能方法

说明书

本发明公开了一种融合社交属性D2D通信的混合能源基站节能方法，包括如下步骤：1）构建异构网小区数据传输模型；2）得到D2D通信用户集合；3）可再生能源自适应感知用户‑基站关联；4）D2D用户对发射端一对一复用距离其最近的蜂窝用户的频谱资源；5）获得最优的带宽分配比例；6）计算相应用户在该基站上最终获得的发射功率；7）最终系统中基站总能源成本最优化。这种方法能有效降低宏基站上的负载压力、均衡各基站上的业务负载、在提高可再生能源利用效率的同时降低系统中基站消耗的总能源成本。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是一种融合社交属性D2D通信的混合能源基站节能方法。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，移动设备数量的大规模增加与通信业务的持续上涨，网络流量的需求也持续走高，根据思科公司的预测报告数据显示，到2022年，全球通信设备数量将有285亿个，高于2017年的180亿个。全球IP流量将从2017年的122艾字节/月，到2022年将增加到396艾字节/月，而视频数据将占全部IP流量的82％。结果表明，数据流量的激增导致基站(BS)能耗的急剧增长，使用常规能源为基站供能已经不能满足当今的科技发展趋势，绿色无污染的清洁能源的利用应运而生。由于可再生能源捕获具有随机性和不确定性，采用混合能源的形式为基站联合供能来保证为用户提供连续的服务。而设备到设备(Device-to-Device Communication，简称D2D)的直连通信技术是未来通信技术的发展方向，是蜂窝通信的有效补充手段，两种类型的用户同时使用同一信道，由此可以提升频谱的利用率，帮助蜂窝通信缓解一定的负载压力。

但是，由于D2D通信适用于近距离通信，经常发生在学校、办公室等场景，此时用户之间的社交关系、兴趣的相似性将会显著影响D2D通信发生的意愿，将社交因素考虑到资源管理问题中将有利于系统性能的提升和链路的稳定性。因此，如何更加有效地将D2D通信技术与蜂窝通信有效结合以实现混合能源供电下基站能耗的高效利用是目前需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种融合社交属性D2D通信的混合能源基站节能方法。这种方法能有效减轻宏基站上的负载压力、均衡各基站上的业务负载、在提高可再生能源利用效率的同时降低系统中基站消耗的总能源成本。

实现本发明目的的技术方案是：

一种融合社交属性D2D通信的混合能源基站节能方法，包括如下步骤：

1)构建异构网小区数据传输网络模型：假设融合社交属性D2D通信用户和蜂窝用户通信的网络模型中有1个位于小区中心的宏基站MBS，在MBS覆盖范围内的有L个均匀分布的小蜂窝基站SCBSs和I个随机分布的用户UE，其中，L∈Ω，I∈U，传输网络内分布有两种通信模式的用户：具有社交属性的D2D通信用户DUE和传统蜂窝模式通信用户CUE，假设在一个时隙内1个CUE只能被1个BS服务，而一个BS可以同时服务多个CUE，每个基站有10MHz的可用带宽B；

2)筛选符合社交属性的D2D用户：先使传输网络中满足条件的用户建立D2D通信链接，初步缓解小区中基站上的负载，构建社交向量q_u＝(a₁,a₂,...,a_k,b₁,b₂,...,b_k)，其中a_i∈(0,1)，b_i∈(0,1)，a_i代表用户对不同事物的兴趣与否，b_i则代表用户社交关系的远近程度，计算用户i₁和i₂之间的社交相似性ω(i₁,i₂)、社交距离社交成本公式如下：

其中，C为常数因子，则融合社交属性的D2D用户筛选策略为：