一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法技术

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法。包括：计算蜂窝小区系统中的D2D用户和蜂窝用户之间的社交亲密度；利用D2D用户和蜂窝用户之间的社交亲密度去影响D2D用户的发射功率与传输速率，将优化后的D2D用户看作干扰节点对蜂窝小区系统中的窃听者发送干扰信号；基于蜂窝小区系统中的蜂窝用户与D2D用户构建二部图结构，采用KM算法计算得到蜂窝用户和D2D用户的最大权匹配。本发明专利技术在综合考虑物理层安全性能的情况下，经过社交亲密度影响D2D用户的发射功率与传输速率以及利用KM算法进行信道资源分配的联合优化后，可以更好地保障物理层安全性能，提高能量效率。提高能量效率。提高能量效率。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法。

技术介绍

[0002]蜂窝用户可以利用频谱资源来实现D2D通信，分为共享(Underlay)和专用(0verlay)两种模式。在共享模式下，D2D用户可以复用蜂窝用户上行链路的频谱资源来实现通信过程，提高了无线通信系统的频谱资源利用率。站在物理层安全角度，D2D设备产生的干扰恰好可以视为一种人工干扰，能够影响窃听者的信干噪比，保障蜂窝用户的通信安全，与传统安全机制不同，协作干扰技术是利用友好节点广播人工噪声信号，即发送额外的干扰信号，以此来影响窃听者接收信号。通过这种方式，用户在通信过程中，不仅可以实现高速率传输，而且可以有效地保证蜂窝通信不被恶意设备截获。
[0003]然而，在现实的系统中进行D2D协同干扰时，并未考虑D2D节点的自私性，D2D设备充当辅助节点具有自身意愿问题，由于节点自身有通信需求，可能不愿意为保护蜂窝通信贡献太多的干扰功率，因此有必要对现有技术进行改进。
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技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法，其特征在于，包括以下过程：计算蜂窝小区系统中的D2D用户和蜂窝用户之间的社交亲密度；利用D2D用户和蜂窝用户之间的社交亲密度去影响D2D用户的发射功率与传输速率，将优化后的D2D用户看作干扰节点对蜂窝小区系统中的窃听者发送干扰信号；基于蜂窝小区系统中的蜂窝用户与D2D用户构建二部图结构，采用KM算法计算得到蜂窝用户和D2D用户的最大权匹配。2.根据权利要求1所述的一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法，其特征在于，所述计算蜂窝小区系统中的D2D用户和蜂窝用户之间的社交亲密度的方法包括：获取D2D用户和蜂窝用户之间的内容相似度和主题相似度，根据内容相似度和主题相似度得到总相似度；获取D2D用户和蜂窝用户之间的社会信任值；根据D2D用户和蜂窝用户之间的总相似度和社会信任值得到社交亲密度。3.根据权利要求2所述的一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法，其特征在于，所述获取D2D用户和蜂窝用户之间的内容相似度和主题相似度，根据内容相似度和主题相似度得到总相似度的方法包括：利用皮尔逊相似度计算公式，计算目标蜂窝用户i与D2D用户j的内容相似度矩阵：其中，F代表文件总数，s
i,f
代表蜂窝用户i对文件f的评分，s
j,f
代表D2D用户j对文件f的评分，代表蜂窝用户i对所有文件的平均评分，代表D2D用户j对所有文件的平均评分；提出一个评分参数τ，对内容相似度进行修正：θ
i,j
＝zθ
i,j
ꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，N
i,j
表示蜂窝用户i和D2D用户j公共已评级的文件数量，和分别表示蜂窝用户i和其他D2D用户公共已评级的文件数量的最小值和最大值；假设用户浏览文件共可以囊括为T个主题，用集合W＝{w1,w2,...,w
k
,...,w
T
}表示，利用来表征用户浏览文件与主题的关系：定义表示用户u对文件主题w
k
的偏好，His
u
表示用户u的历史请求文件，利用用户u的历史请求文件His
u
来判定用户u主题偏好：
其中，I(X(w
K
)；His
u
)是互信息，X(w
K
)为包含了主题w
K
的所有文件的集合，P(X(w
k
)|His
u
)为用户u的历史请求文件中存在w
K
主题文件的概率，P(X(w
k
))为在整个文件库中存在w
K
主题文件的概率；根据斯皮尔曼相关系数来计算蜂窝用户i与D2D用户j之间的主题相似度ε
i,j
：d
k，i，j
＝L
k，i
‑
L
k，j
ꢀꢀꢀꢀ
(7)其中，L
k,i
、L
k,j
分别代表蜂窝用户i和D2D用户j对主题w
k
的偏好排名，d
k,i,j
表示蜂窝用户i和D2D用户j对主题w
k
的偏好差；通过加权平均方式计算蜂窝用户i与D2D用户j之间的总相似度S
i,j
：S
i，j
＝α1θ
i,j
+α2ε
i，j
ꢀꢀꢀꢀ
(8)s.t C1α1+α2＝1C2:α1＜α2其中，S
i,j
∈[0,1]，α1为内容相似度权重，α2为主题相似度权重，且α1,α2∈[0,1]。4.根据权利要求3所述的一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法，其特征在于，所述获取D2D用户和蜂窝用户之间的社会信任值的方法包括：定义蜂窝小区系统中用户间的社会信任呈幂律分布，使用户之间的社会信任程度整体呈现低水平集中，概率质量函数为：p(ω)＝Cω
‑
γ
ꢀꢀꢀꢀ
(9)其中，ω代表社会信任值，ω∈[0,1]；γ是信任指数且γ＝2；C是归一化因子，满足:根据概率分布对D2D用户i与蜂窝用户j的社会信任进行随机取值，得到社会信任值分布矩阵ω
i,j
。5.根据权利要求4所述的一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法，其特征在于，所述根据D2D用户和蜂窝用户之间的总相似度和社会信任值得到社交亲密度的方法包括：将总相似度与社会信任值等权相加后归一，得到蜂窝用户i与D2D用户j的社交亲密度：Q
i，j
＝0.5S
i，j
+0.5ω
i，j
ꢀꢀꢀꢀ
(11)其中，Q
i,j
为蜂窝用户i与D2D用户j的社交亲密度，且Q
i,j
∈[0,1]。6.根据权利要求1所述的一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法，其特征在于，所述利用D2D用户和蜂窝用户之间的社交亲密度去影响D2D用户的发射功率与传输速率具体包括：以蜂窝用户和D2D用户之间的社交亲密度为基准，根据D2D用户发射功率的约束条件，提高系统效用和。7.根据权利要求6所述的一种考虑社交亲密度的D2D协作干扰方法，其特征在于，假设所述蜂窝小区系统中包括一个基站、N个蜂窝用户、L个窃听者、M对D2D用户,每一对D2D用户
均包括发射机DT和接收机DR，蜂窝用户发送给基站的信号为D2D发送方DT发送给对应接收方...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晖，蔡梓敏，张涵，范善翔，郝子敏，胡欣岳，周子琪，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：