一種蜂窩與d2d混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法,該方法包括以下步驟:第一步:對(duì)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)宿節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行擁塞控制;第二步:進(jìn)行傳輸調(diào)度。該方法為各業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地選擇最優(yōu)的傳輸方式,在降低系統(tǒng)擁塞、保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,充分利用信道分集和用戶分集增益,最大化系統(tǒng)資源利用率。
【專利說明】一種蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無線通信的【技術(shù)領(lǐng)域】,具體來說,涉及一種蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的 擁塞控制和傳輸調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前,人們對(duì)設(shè)備至設(shè)備(英文為:Device-to-device,文中簡稱:D2D)技術(shù)的研 究工作大都集中于如何通過用戶調(diào)度和資源分配策略,有效地降低或避免D2D鏈路與蜂窩 鏈路之間的干擾?,F(xiàn)有的工作基本都假設(shè)系統(tǒng)中各用戶采用固定的通信方式,即各用戶確 定地采用傳統(tǒng)蜂窩通信方式或采用D2D通信方式。然而,通過合理的路由選擇,允許各用戶 動(dòng)態(tài)地選擇當(dāng)前調(diào)度時(shí)刻合適的通信方式,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行擁塞控制、信道和功率分配, 能夠更好地利用信道分集增益和用戶分集增益,在保證保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下進(jìn)一步提高 系統(tǒng)的資源利用率。因此,需要設(shè)計(jì)一種新的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中支持D2D通信的傳輸調(diào)度和擁塞 控制方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 技術(shù)問題:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁 塞控制和傳輸調(diào)度方法,為各業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)地選擇最優(yōu)的傳輸方式,在降低系統(tǒng)擁塞、保 證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,充分利用信道分集和用戶分集增益,最大化系統(tǒng)資源利用率。
[0004] 技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005] -種蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法,該方法包括以下步驟:
[0006] 第一步:對(duì)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)宿節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行擁塞控制;
[0007] 第二步:進(jìn)行傳輸調(diào)度。
[0008] 進(jìn)一步,所述的第一步的過程為:根據(jù)各業(yè)務(wù)流對(duì)應(yīng)源節(jié)點(diǎn)處數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列,依據(jù) 式(1)測(cè)算給定時(shí)刻允許接入網(wǎng)絡(luò)的各業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)量:
【權(quán)利要求】
1. 一種蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法,其特征在于,該方法包括 以下步驟: 第一步:對(duì)數(shù)據(jù)源節(jié)點(diǎn)到數(shù)據(jù)宿節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行擁塞控制; 第二步:進(jìn)行傳輸調(diào)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法,其特征 在于,所述的第一步的過程為:根據(jù)各業(yè)務(wù)流對(duì)應(yīng)源節(jié)點(diǎn)處數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列,依據(jù)式(1)測(cè)算 給定時(shí)刻允許接入網(wǎng)絡(luò)的各業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)量:
式⑴ 其中,Pf(t)表示在t時(shí)刻允許接入傳輸層的對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)量,af(t)表示業(yè) 務(wù)流f在t時(shí)刻在應(yīng)用層的生成數(shù)據(jù)量;vf(t)表示業(yè)務(wù)流f對(duì)應(yīng)的源節(jié)點(diǎn)sf的虛擬擁塞 控制隊(duì)列中t時(shí)刻的虛擬數(shù)據(jù)量;W)表示源節(jié)點(diǎn)sf處對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中t 時(shí)刻的待傳數(shù)據(jù)量; 同時(shí),根據(jù)各業(yè)務(wù)流對(duì)應(yīng)源節(jié)點(diǎn)處虛擬擁塞控制隊(duì)列的隊(duì)列狀態(tài)信息,依據(jù)式(2)測(cè) 算給定時(shí)刻允許接入網(wǎng)絡(luò)的各業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)量:
式(2) 其中,nf(t)表示虛擬擁塞控制隊(duì)列的虛擬數(shù)據(jù)接入
I示業(yè)務(wù)流f生成數(shù)據(jù)量 的最大值,W表示預(yù)設(shè)的控制參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法,其特征 在于,所述的虛擬擁塞控制隊(duì)列是各業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)處為本地業(yè)務(wù)流維護(hù)的一個(gè)緩存隊(duì)列。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)中的擁塞控制和傳輸調(diào)度方法, 其特征在于,所述的第二步包括以下步驟: 步驟201)令
,其中,
t示輔助鏈路集合,
表示輔助時(shí)頻資源塊
集合;i:表示鏈路集合;:R表示時(shí)頻資源塊集合d =選擇任意一個(gè)時(shí)頻資源塊r作為 初始值,進(jìn)入步驟202);
步驟202)對(duì)時(shí)頻資源塊r,系統(tǒng)依式(3)測(cè)算得到最優(yōu)鏈路1^及最優(yōu)鏈路對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù) 流f% 式⑶ 其中,b(k)表示鏈路k的發(fā)射節(jié)點(diǎn),e(k)表示鏈路k的接收節(jié)點(diǎn),爲(wèi)/⑴表示b(k)和 e(k)對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列大小之差,
,符號(hào)[X]+表示取X 和〇中的最大值,表示發(fā)射節(jié)點(diǎn)b (k)處對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中t時(shí)刻的待 傳數(shù)據(jù)量;表示接收節(jié)點(diǎn)e (k)處對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列中t時(shí)刻的待傳數(shù)據(jù) 量
表示從b (k)到e (k)對(duì)應(yīng)時(shí)頻資源塊r的信道功率增益;
表示業(yè)務(wù)流集合;
表示最優(yōu)鏈路k#的對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)流產(chǎn)的數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列大小之差,當(dāng)
時(shí), 允許最優(yōu)鏈路1^接入時(shí)頻資源塊r,并令
效用函數(shù)值?
其 中,
:表示最優(yōu)鏈路k#上允許的最大傳輸功率,(0表示從節(jié)點(diǎn)b 〇〇到e 〇〇對(duì)應(yīng)時(shí) 頻資源塊r的信道功率增益,進(jìn)入步驟203)
則在t時(shí)刻不允許任何鏈路接入 任意時(shí)頻資源塊; 步驟203)若鏈路k#為蜂窩鏈路,S卩
良示蜂窩鏈路集合,則依式(4)選擇鏈 路k#的最優(yōu)共存鏈路Γ及該共存鏈路對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)流f+ :
式(4) 其中,
表示鏈路1對(duì)應(yīng)的最優(yōu)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊(duì)列大小之差,
g示從 節(jié)點(diǎn)b(l)到e(l)對(duì)應(yīng)時(shí)頻資源塊r的信道功率增益;b⑴表示鏈路1的發(fā)射節(jié)點(diǎn),e(l) 表示鏈路1的接收節(jié)點(diǎn);
表示從
對(duì)應(yīng)時(shí)頻資源塊r的信道功率增益; b 〇〇表示鏈路k#的發(fā)射節(jié)點(diǎn),e 〇〇表示鏈路k#的接收節(jié)點(diǎn);
羑示從節(jié)點(diǎn)b (1)到節(jié) 點(diǎn)e 〇〇對(duì)應(yīng)時(shí)頻資源塊r的信道功率增益;
表示D2D鏈路集合; 若鏈路k#為D2D鏈路,S卩
表示D2D鏈路集合,則依式(5)選擇鏈路k#的最 優(yōu)共存鏈路Γ及該共存鏈路對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)流f+ :
式(5) 步驟204)對(duì)鏈路1^和最優(yōu)共存鏈路Γ分配傳輸功率,并令鏈路1^得到的最 優(yōu)分配功率為最優(yōu)共存鏈路Γ得到的最優(yōu)分配功率為令效用函數(shù)值
表示從節(jié)點(diǎn)b (Γ)到e (Γ)對(duì)應(yīng)時(shí) 頻資源塊r的信道功率增益,
I示最優(yōu)鏈路Γ的對(duì)應(yīng)的最優(yōu)業(yè)務(wù)流f+的數(shù)據(jù)緩存隊(duì) 列大小之差; 步驟205)若
,則允許最優(yōu)共存鏈路Γ接入時(shí)頻資源塊r,并4
:若 U2〈Ui,則不允許鏈路k#之外的任何鏈路接入時(shí)頻資源塊r ; 步驟206)更新
在
中選擇其他值作為新的定時(shí)頻資源塊r,返回步驟 202),直至
【文檔編號(hào)】H04W28/10GK104066122SQ201410326251
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】沈連豐, 李俊超, 夏瑋瑋, 劉誠毅, 張瑞 申請(qǐng)人:東南大學(xué)