一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法技术

本发明专利技术公开了一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法，本发明专利技术方法中，提出了一个基于网络编码的D2D系统，D2D通信系统采用网络编码技术提高系统吞吐量，减少数据包传输的时间。在网络负载较高的情况下，D2D通信可以复用蜂窝系统的频谱资源，提高频谱利用率。但频谱复用会产生同频干扰问题，如何通过合理的资源分配算法降低D2D用户和蜂窝用户之间的干扰，变得至关重要。通常情况下，基站可以通过信道分配、功率控制和模式选择等方式来分配资源。此发明专利技术提出基于网络编码的D2D通信的功率控制和资源链路分配方法，在保证了传统蜂窝用户的服务质量（QoS）要求前提条件下，最小化D2D通信的传输时间。

D2D communication method based on network coding in cellular network

The invention discloses a cellular network communication network based on D2D encoding method, the method of the invention, put forward a D2D system based on network encoding, D2D communication system using network encoding technology to improve system throughput, reduce packet transmission time. In the case of high network load, D2D communication can reuse the spectrum resources of the cellular system, and improve the spectrum utilization. However, frequency reuse can cause the same frequency interference problem, and how to reduce the interference between D2D users and cellular users through reasonable resource allocation algorithm becomes critical. Typically, a base station can allocate resources through channel allocation, power control, and mode selection. This invention provides D2D communication network encoding the power control and resource allocation method based on link, to ensure the traditional cellular users quality of service (QoS) requirements of precondition, transmission time minimization D2D communication.

【技术实现步骤摘要】
一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法
本专利技术涉及无线通信
，特别是一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法。
技术介绍
D2D(device-to-device)通信使得两个用户设备(UEs)可绕过蜂窝基站(BSs)彼此直接通信。D2D通信可以复用已有的上下行链路资源，实现端到端的直接通信。这不仅能够提高无线频谱的资源利用率，降低终端发射功率，而且还能增大通信系统的容量，减轻基站的工作负载，从而有塞等问题。但是，当D2D用户复用已有的上、下行链路资源时，不可避免地会对系统中原有的蜂窝用户造成干扰，产生同频干扰问题。如何为D2D用户和蜂窝用户选择最佳的资源分配算法，尽量降低两者之间的干扰，并保障蜂窝系统的整体性能，这点将变得至关重要。在之前的文献中，作者分别为D2D和传统蜂窝通信提出了一个最优资源共享方案和一个基于图形理论的无线资源管理机制。还有的提出了用于D2D和传统蜂窝通信的半分布式无线资源管理机制。然而，所有这些工作仅考虑一对D2D用户之间的单跳直接通信，这就需要两D2D用户彼此足够接近。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种蜂窝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法，其特征在于，网络拓扑包括至少一个D2D对、一个中继DR和多个蜂窝上行链路用户，D2D通信的数据传输分为两时隙：在第一时隙中，D2D用户Da和D2D用户Db分别向中继DR发送数据包Sa和Sb，然后在第二个时隙内，中继DR对接收到的两个数据包进行异或网络编码操作，并广播编码后的数据包；在第一个时隙中，从Dj到DR传输所需的时间Tj,r：

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法，其特征在于，网络拓扑包括至少一个D2D对、一个中继DR和多个蜂窝上行链路用户，D2D通信的数据传输分为两时隙：在第一时隙中，D2D用户Da和D2D用户Db分别向中继DR发送数据包Sa和Sb，然后在第二个时隙内，中继DR对接收到的两个数据包进行异或网络编码操作，并广播编码后的数据包；在第一个时隙中，从Dj到DR传输所需的时间Tj,r：其中，Sj为D2D用户Dj传输的数据包，j＝a,b，Rj,r表示D2D用户Dj到中继DR的数据包传输速率，第一个时隙传输数据包所需的时间采用穷尽搜索的算法，求出网络编码传输周期中，传输数据包所需的最少时间tmin；在第二个时隙中，中继DR和D2D用户Dj之间的链路的数据传输速率Rr,j：其中，B为带宽，当DR复用第i个子信道时否则是第i个子信道被分配给中继DR时，从DR到Dj的信噪比SINR，n为蜂窝上行链路用户的总数；从DR到Dj传输所需要的时间当Sa≥Sb时，M＝Rr,a，否则，M＝Rr,b；因此，网络编码传输周期中，Da和Db之间数据交换的总时间T为：2.根据权利要求1所述的一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法，其特征在于，在保证蜂窝上行链路用户的服务质量QoS要求的情况下，最小化每个网络编码传输周期中的D2D通信所需要的时间，为此将无限资源管理作为一个优化问题，该优化问题被建模如下：OPT:argminTs.t.其中,表示Dj复用第i个蜂窝上行链路用户的链路资源时Dj的发送功率，表示DR复用第i个蜂窝上行链...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅中辉，程宏秀，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32