[发明专利]一种D2D通信中基于社交感知的用户发现及资源分配方法

摘要

本发明一种D2D通信中基于社交感知的用户发现及资源分配方法，属于移动通信领域。具体为：首先，建立满足社交关系及物理位置限制的D2D通信场景；根据D2D通信用户发现及配对算法，对场景中的D2D通信用户进行配对并优化；进一步计算基站的整个系统吞吐量C_Total；然后，将系统吞吐量C_Total作为目标函数，结合限制条件，采用量子粒子群算法进行求解，得到最佳的粒子位置，从而进行系统子载波及功率分配；最后，对D2D通信中基于社交感知的用户发现及资源分配进行仿真验证；优点在于：考虑了用户节点剩余能量及请求冲突情况下的退避机制；并且联合子载波及功率分配，提出了资源联合分配方法，根据仿真结果可以看出，社交感知的D2D发现及配对算法具有更好的性能。

主权项

1.一种D2D通信中基于社交感知的用户发现及资源分配方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、针对D2D通信中具备社交感知特性的用户，建立满足社交关系及物理位置限制的D2D通信场景；步骤二、根据D2D通信用户发现及配对算法，对场景中的D2D通信用户进行配对并优化；具体步骤如下：步骤201、对D2D通信用户发现及配对算法进行初始化；包括：对每个用户的能量初始化为E₀；每个空闲可服务用户在空闲的状态下标志位F为0，当空闲可服务用户被占用时标志位F为1；以及设定D2D通信用户发现及配对时间周期为T；步骤202、在时间周期T内，S个请求用户同时向有社交关系的用户分别发送内容请求，具有社交关系的用户分别进行单跳转发，满足内容请求的空闲可服务用户进行响应并返回能量信息；步骤203、每个请求用户分别获取响应的各空闲可服务用户的剩余能量信息；某个响应的空闲可服务用户的剩余能量信息表示为E_m；m＝1,2,..M；M为空闲可服务用户m的数量；步骤204、针对某个请求用户u，分别计算响应的各空闲可服务用户的剩余能量与请求用户u请求内容需要消耗的能量之差E_m‑G_u；G_u表示请求用户u的请求内容需要消耗的能量，u＝1,2,...,S；S为请求用户u的数量；步骤205、根据能量差值将响应的各空闲可服务用户降序排列，生成候选配对用户列表；并选择最大差值对应的空闲可服务用户m发送请求；m＝arg max(E_m‑G_u)E_m＞G_u，m∈M；步骤206、对于某个空闲可服务用户m，判断是否有两个以上用户发送请求，如果有进入步骤207，否则，进入步骤208；步骤207、两个以上用户请求冲突，空闲可服务用户m拒绝所有请求用户并返回请求冲突信息，并进入步骤209；步骤208、请求用户与空闲可服务用户m配对，建立D2D连接并进行通信；步骤209、各请求用户收到冲突响应后，依据请求用户退避原则重新请求，启动每个请求用户的定时器，定时器时间最早归零的请求用户重新发送请求，与空闲可服务用户m配对并建立D2D通信，并且空闲可服务用户m的标志位置F为1；步骤210、针对定时器时间不是最早归零的其余各请求用户，根据各自的候选配对用户列表，判断是否存在其他空余的候选空闲可服务用户，如果存在，则进入步骤211，否则进入步骤212；步骤211、根据候选配对用户列表选择次优的空闲可服务用户请求配对，并设置对应的空闲可服务用户标志位F为1；步骤212、候选配对用户列表中没有空间可服务用户存在，向宏基站请求数据；步骤213、所有的空闲可服务用户的标志位F为1或者用户配对周期T结束，输出D2D通信用户发现及配对结果，没有配对的请求用户则通过蜂窝基站请求内容；步骤三、针对优化后的D2D通信配对用户以及与基站进行通信的蜂窝用户，计算基站的整个系统吞吐量C_Total；步骤四、将系统吞吐量C_Total作为目标函数，结合限制条件，采用量子粒子群算法进行求解，得到最佳的粒子位置，从而进行系统子载波及功率分配，保证系统吞吐量C_Total的值最大；步骤五、对D2D通信中基于社交感知的用户发现及资源分配进行仿真验证。