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：對數(shù)據(jù)源節(jié)點到數(shù)據(jù)宿節(jié)點之間進行擁塞控制；第二步：進行傳輸調(diào)度。該方法為各業(yè)務(wù)源節(jié)點動態(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 動態(tài)地選擇當(dāng)前調(diào)度時刻合適的通信方式，并在此基礎(chǔ)上進行擁塞控制、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)定的前提下進一步提高 系統(tǒng)的資源利用率。因此，需要設(shè)計一種新的蜂窩網(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)點動態(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：對數(shù)據(jù)源節(jié)點到數(shù)據(jù)宿節(jié)點之間進行擁塞控制；
[0007] 第二步：進行傳輸調(diào)度。
[0008] 進一步，所述的第一步的過程為：根據(jù)各業(yè)務(wù)流對應(yīng)源節(jié)點處數(shù)據(jù)緩存隊列，依據(jù) 式（1)測算給定時刻允許接入網(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：對數(shù)據(jù)源節(jié)點到數(shù)據(jù)宿節(jié)點之間進行擁塞控制； 第二步：進行傳輸調(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)流對應(yīng)源節(jié)點處數(shù)據(jù)緩存隊列，依據(jù)式（1)測算 給定時刻允許接入網(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時刻允許接入傳輸層的對應(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對應(yīng)的源節(jié)點sf的虛擬擁塞 控制隊列中t時刻的虛擬數(shù)據(jù)量；W)表示源節(jié)點sf處對應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊列中t 時刻的待傳數(shù)據(jù)量； 同時，根據(jù)各業(yè)務(wù)流對應(yīng)源節(jié)點處虛擬擁塞控制隊列的隊列狀態(tài)信息，依據(jù)式（2)測 算給定時刻允許接入網(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列是各業(yè)務(wù)源節(jié)點處為本地業(yè)務(wù)流維護的一個緩存隊列。
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，
表示輔助時頻資源塊
集合；i：表示鏈路集合；:R表示時頻資源塊集合d =選擇任意一個時頻資源塊r作為 初始值，進入步驟202);
步驟202)對時頻資源塊r，系統(tǒng)依式（3)測算得到最優(yōu)鏈路1^及最優(yōu)鏈路對應(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，e(k)表示鏈路k的接收節(jié)點，爲(wèi)/⑴表示b(k)和 e(k)對應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊列大小之差，
，符號[X]+表示取X 和〇中的最大值，表示發(fā)射節(jié)點b (k)處對應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊列中t時刻的待 傳數(shù)據(jù)量；表示接收節(jié)點e (k)處對應(yīng)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊列中t時刻的待傳數(shù)據(jù) 量
表示從b (k)到e (k)對應(yīng)時頻資源塊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#的對應(yīng)的業(yè)務(wù)流產(chǎn)的數(shù)據(jù)緩存隊列大小之差，當(dāng)
時， 允許最優(yōu)鏈路1^接入時頻資源塊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b 〇〇到e 〇〇對應(yīng)時 頻資源塊r的信道功率增益，進入步驟203)
則在t時刻不允許任何鏈路接入 任意時頻資源塊； 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及該共存鏈路對應(yīng)的業(yè)務(wù)流f+ :
式（4) 其中，
表示鏈路1對應(yīng)的最優(yōu)業(yè)務(wù)流f的數(shù)據(jù)緩存隊列大小之差，
g示從 節(jié)點b(l)到e(l)對應(yīng)時頻資源塊r的信道功率增益；b⑴表示鏈路1的發(fā)射節(jié)點，e(l) 表示鏈路1的接收節(jié)點；
表示從
對應(yīng)時頻資源塊r的信道功率增益； b 〇〇表示鏈路k#的發(fā)射節(jié)點，e 〇〇表示鏈路k#的接收節(jié)點；
羑示從節(jié)點b (1)到節(jié) 點e 〇〇對應(yīng)時頻資源塊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及該共存鏈路對應(yīng)的業(yè)務(wù)流f+ :
式（5) 步驟204)對鏈路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b (Γ)到e (Γ)對應(yīng)時 頻資源塊r的信道功率增益，
I示最優(yōu)鏈路Γ的對應(yīng)的最優(yōu)業(yè)務(wù)流f+的數(shù)據(jù)緩存隊 列大小之差； 步驟205)若
，則允許最優(yōu)共存鏈路Γ接入時頻資源塊r，并4
:若 U2〈Ui，則不允許鏈路k#之外的任何鏈路接入時頻資源塊r ; 步驟206)更新
在
中選擇其他值作為新的定時頻資源塊r，返回步驟 202)，直至
【文檔編號】H04W28/10GK104066122SQ201410326251
【公開日】2014年9月24日 申請日期: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 申請人:東南大學(xué)