6為對(duì)比協(xié)作與非協(xié)作下的用戶能效的仿真示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。圖1示出了蜂窩網(wǎng)絡(luò)與D2D 網(wǎng)絡(luò)混合的無(wú)線通信系統(tǒng)。如圖1所示，在D2D的無(wú)線通信系統(tǒng)中，基站可與在其覆蓋范圍 內(nèi)的多名用戶進(jìn)行通信。上述系統(tǒng)混合使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)與D2D網(wǎng)絡(luò)，即其中既包括參與D2D 協(xié)作的源用戶sn與中繼用戶rm，還包括使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的其它用戶。使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的其它用 戶可直接與基站通信。相比之下，參與D2D協(xié)作的源用戶可通過(guò)中繼用戶的中繼后再與基 站進(jìn)行通信。D2D協(xié)作并不限于在單個(gè)源用戶與單個(gè)中繼用戶之間，即一名源用戶可被多名 中繼用戶中繼，或一名中繼用戶可同時(shí)替多名源用戶中繼。例如，圖1中源用戶 Sl被中繼 用戶A中繼，而源用戶s2與源用戶s3同時(shí)被中繼用戶r2中繼。
[0035] 在上述無(wú)線通信系統(tǒng)中的資源分配是由基站完成的?；九c在其覆蓋范圍內(nèi)的多 名用戶進(jìn)行通信以確定在一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)針對(duì)不同用戶進(jìn)行的資源分配。所述用戶在該調(diào) 度周期內(nèi)均需與該基站進(jìn)行通信，且其可以包括所述中繼用戶、所述源用戶、及所述其它用 戶。其中，所述調(diào)度周期為無(wú)線通信系統(tǒng)在進(jìn)行資源調(diào)度時(shí)的單位周期，而調(diào)度周期的大小 是由通信協(xié)議確定的，例如，在LTE系統(tǒng)中一個(gè)子幀為lms，即其調(diào)度周期應(yīng)不大于lms。
[0036] 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中D2D的資源分配的方法，其包括如下步驟：
[0037] 首先，位于基站覆蓋范圍內(nèi)的多名需要在同一調(diào)度周期內(nèi)進(jìn)行通信的用戶可以向 該基站發(fā)出資源分配的請(qǐng)求（S11)。
[0038] 然后，收到該多名用戶的資源分配的請(qǐng)求的基站可以根據(jù)其中不同用戶的信道條 件或隨機(jī)篩選出需要被協(xié)作的源用戶的集合，以及可以為其它用戶提供協(xié)作的潛在的中繼 用戶的集合（S12)。其中，篩選的方法可以包括設(shè)置信噪比的閾值，或信干噪比的閾值，或隨 機(jī)的篩選。
[0039] 隨后，基站可通過(guò)最優(yōu)中繼的算法替被篩選出的源用戶分配潛在的中繼用戶，所 述算法可以是通過(guò)搜索算法找出一名或多名潛在的中繼用戶的ID，使得在同特定的該一名 或多名潛在的中繼用戶協(xié)作以后源用戶的吞吐量最大或較大（S13)。
[0040] 隨后，源用戶可確定能否與分配給該源用戶的潛在的中繼用戶建立連接（S14)。其 中，所述確定的方法可以包括：由該源用戶嘗試與分配給該源用戶的潛在的中繼用戶建立 連接并由該源用戶向基站發(fā)生建立D2D協(xié)作的結(jié)果，或由將要分配給該源用戶的潛在的中 繼用戶在接收到來(lái)自基站的協(xié)作指示后向基站回復(fù)參與協(xié)作或不參與協(xié)作的決定并由基 站向該源用戶下發(fā)同意建立D2D協(xié)作的中繼用戶的ID。
[0041]例如，所述確定的方法，可以是：
[0042] 該源用戶sn嘗試與所述ID相對(duì)應(yīng)的該一名或多名潛在的中繼用戶rm建立D2D連 接。該潛在的中繼用戶rm接收到D2D連接建立請(qǐng)求后，做出參與協(xié)作或不參與協(xié)作的決定， 即當(dāng)其同意協(xié)作時(shí)，回復(fù)同意協(xié)作指示信息，或當(dāng)其拒絕協(xié)作時(shí)，不回復(fù)信息。該源用戶sn 等待一段時(shí)間后，若沒(méi)有接收到該潛在的中繼用戶的回復(fù)信息，則默認(rèn)該潛在的中繼用 戶rm拒絕協(xié)作。該源用戶sn確定可否與被篩選出的潛在的中繼用戶rjt立連接，并向基 站發(fā)送建立D2D協(xié)作的結(jié)果。
[0043] 所述確定的方法，還可以是：
[0044] 該一名或多名潛在的中繼用戶&接收到來(lái)自基站的協(xié)作指示后，向基站回復(fù)參 與協(xié)作或不參與協(xié)作的決定，即當(dāng)其同意協(xié)作時(shí)，回復(fù)同意協(xié)作指示信息，或當(dāng)其拒絕協(xié)作 時(shí)，不回復(fù)信息?；镜却欢螘r(shí)間后，若沒(méi)有接收到該一名或多名潛在的中繼用戶rm的 回復(fù)信息，則默認(rèn)該潛在的中繼用戶rm拒絕協(xié)作。基站向該源用戶sn下發(fā)同意建立D2D協(xié) 作的潛在的中繼用戶^的ID。
[0045] 此后，基站根據(jù)現(xiàn)有的資源分配的方法對(duì)所有用戶進(jìn)行資源分配（S15)。例如，根 據(jù)等分功率、等分時(shí)間、等分吞吐量的方法，即給所有向所述基站發(fā)出請(qǐng)求的用戶分配相同 的功率、相同的時(shí)間，或是使他們的吞吐量相等的資源分配的方法。
[0046] 最后，由基站向源用戶、協(xié)作用戶、其他用戶下發(fā)資源分配的結(jié)果。（S16)
[0047] 然而，圖2所示的現(xiàn)有的資源分配的方法仍存在不足。對(duì)于諸如等分功率、等分時(shí) 間、等分吞吐量的方法，因其無(wú)法區(qū)分不同類型用戶的資源分配，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的性能無(wú)法最 優(yōu)化。例如其無(wú)法使系統(tǒng)的吞吐量最大，或無(wú)法使系統(tǒng)的用戶公平性更好，或無(wú)法使系統(tǒng)可 以兼顧吞吐量和用戶公平性。此外，由于消耗額外功率以替源用戶傳輸額外數(shù)據(jù)的中繼用 戶未得到額外的補(bǔ)償，上述資源分配的方法也不利于激勵(lì)中繼用戶參與協(xié)作。
[0048] 由此，通過(guò)將D2D通信系統(tǒng)簡(jiǎn)化為由本發(fā)明定義的兩用戶模型，本發(fā)明針對(duì)上述 現(xiàn)有技術(shù)的方法的步驟S15做出了改進(jìn)，并提出了一種可優(yōu)化系統(tǒng)性能并可提高協(xié)作用戶 的能效的資源分配的方法。
[0049] 圖3示出了提高協(xié)作用戶的能效的資源分配的兩用戶模型的示意圖。參與D2D協(xié) 作的源用戶與中繼用戶被分別定義為仏與。2，對(duì)應(yīng)的仏與^構(gòu)成了一個(gè)兩用戶模型。在 圖3中，兩用戶模型被虛線圈出。例如， 81與ri可構(gòu)成一對(duì)1與U2, 82與r2可構(gòu)成一對(duì)Ui 與U2, 83與r2可構(gòu)成一對(duì)U1與U2，或者可將82與s3共同看做Ui并與U2即r2協(xié)作。
[0050] 下面參考具體實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的資源分配的方法。
[0051]假設(shè)，無(wú)線通信系統(tǒng)為單天線上行系統(tǒng)，即在該系統(tǒng)中傳輸數(shù)據(jù)的最大吞吐量不 超過(guò)1。所述系統(tǒng)包括一個(gè)基站與K名用戶，其中包括被選擇成為中繼的中繼用戶，及需要 被中繼協(xié)作的源用戶，及其他用戶。并且，在所述系統(tǒng)中，基站與源用戶之間不存在直接連 路。被選擇的中繼用戶為全雙工中繼，即其可在接收來(lái)自源用戶的數(shù)據(jù)的同時(shí)將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)至基站。被選擇的中繼用戶采用放大轉(zhuǎn)發(fā)（AmplifyandForward,AF)協(xié)議，即其可放 大來(lái)自源用戶的信號(hào)強(qiáng)度后將該信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至基站。所述系統(tǒng)以時(shí)分多址（TimeDivision MultipleAddreSS，TDMA)的方式調(diào)度用戶，即其可依據(jù)時(shí)隙區(qū)分來(lái)自不同地址的用戶信號(hào) 以完成多址連接。
[0052] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從能效角度激勵(lì)中繼協(xié)作的D2D的資源 分配的方法。如圖4,其中，步驟S21-S24及S26同圖2中示出的現(xiàn)有技術(shù)的方法中的步驟 S11-S14及S16相同。即，基站收到用戶發(fā)出的資源分配的請(qǐng)求后根據(jù)信道條件從中篩選出 源用戶與中繼用戶并將源用戶與中繼用戶配對(duì)，源用戶與中繼用戶建立連接后將建立連接 的結(jié)果返回至基站。
[0053] 假設(shè)，在上述系統(tǒng)中，基站在收到K名用戶發(fā)出資源分配的請(qǐng)求（S21)之后，根據(jù) 預(yù)先設(shè)置的信噪比的閾值從K名用戶中篩選出N名源用戶，其被表示為數(shù)組kJtp(n =1，...，N，1彡N彡K-1)，與N名中繼用戶，其被表示為數(shù)組r= {r,w}^=1，（m=1，...，M， 1彡M彡K-N)(S22)?；究赏ㄟ^(guò)公j
被篩選出的源用戶分配 潛在的中繼用戶，其中，Rn,m表示源用戶sn與中繼用戶rj]、作時(shí)源用戶^的吞吐量，并且， 基站將分配給源用戶sn的中繼用戶的ID即發(fā)送至該源用戶sn。（S23)。源用戶sn確定 能否與分配給該源用戶sn的潛在的中繼用戶rJt立連接（S24)。
[0054] 在隨后的步驟S25中，基站可根