一种蜂窝与d2d混合网络中的拥塞控制和传输调度方法
【专利摘要】本发明公开了一种蜂窝与D2D混合网络中的拥塞控制和传输调度方法，该方法包括以下步骤：第一步：对数据源节点到数据宿节点之间进行拥塞控制；第二步：进行传输调度。该方法为各业务源节点动态地选择最优的传输方式，在降低系统拥塞、保证系统稳定的前提下，充分利用信道分集和用户分集增益，最大化系统资源利用率。
【专利说明】一种蜂窝与D2D混合网络中的拥塞控制和传输调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信的【技术领域】，具体来说，涉及一种蜂窝与D2D混合网络中的 拥塞控制和传输调度方法。
【背景技术】
[0002] 目前，人们对设备至设备（英文为：Device-to-device，文中简称：D2D)技术的研 究工作大都集中于如何通过用户调度和资源分配策略，有效地降低或避免D2D链路与蜂窝 链路之间的干扰。现有的工作基本都假设系统中各用户采用固定的通信方式，即各用户确 定地采用传统蜂窝通信方式或采用D2D通信方式。然而，通过合理的路由选择，允许各用户 动态地选择当前调度时刻合适的通信方式，并在此基础上进行拥塞控制、信道和功率分配， 能够更好地利用信道分集增益和用户分集增益，在保证保证系统稳定的前提下进一步提高 系统的资源利用率。因此，需要设计一种新的蜂窝网络中支持D2D通信的传输调度和拥塞 控制方法。
【发明内容】
[0003] 技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种蜂窝与D2D混合网络中的拥 塞控制和传输调度方法，为各业务源节点动态地选择最优的传输方式，在降低系统拥塞、保 证系统稳定的前提下，充分利用信道分集和用户分集增益，最大化系统资源利用率。
[0004] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0005] -种蜂窝与D2D混合网络中的拥塞控制和传输调度方法，该方法包括以下步骤：
[0006] 第一步：对数据源节点到数据宿节点之间进行拥塞控制；
[0007] 第二步：进行传输调度。
[0008] 进一步，所述的第一步的过程为：根据各业务流对应源节点处数据缓存队列，依据 式（1)测算给定时刻允许接入网络的各业务流数据量：
【权利要求】
1. 一种蜂窝与D2D混合网络中的拥塞控制和传输调度方法，其特征在于，该方法包括 以下步骤： 第一步：对数据源节点到数据宿节点之间进行拥塞控制； 第二步：进行传输调度。
2. 根据权利要求1所述的蜂窝与D2D混合网络中的拥塞控制和传输调度方法，其特征 在于，所述的第一步的过程为：根据各业务流对应源节点处数据缓存队列，依据式（1)测算 给定时刻允许接入网络的各业务流数据量：
式⑴ 其中，Pf(t)表示在t时刻允许接入传输层的对应业务流f的数据量，af(t)表示业 务流f在t时刻在应用层的生成数据量；vf(t)表示业务流f对应的源节点sf的虚拟拥塞 控制队列中t时刻的虚拟数据量；W)表示源节点sf处对应业务流f的数据缓存队列中t 时刻的待传数据量； 同时，根据各业务流对应源节点处虚拟拥塞控制队列的队列状态信息，依据式（2)测 算给定时刻允许接入网络的各业务流数据量：
式(2) 其中，nf(t)表示虚拟拥塞控制队列的虚拟数据接入
I示业务流f生成数据量 的最大值，W表示预设的控制参数。
3. 根据权利要求1所述的蜂窝与D2D混合网络中的拥塞控制和传输调度方法，其特征 在于，所述的虚拟拥塞控制队列是各业务源节点处为本地业务流维护的一个缓存队列。
4. 根据权利要求1、2或3所述的蜂窝与D2D混合网络中的拥塞控制和传输调度方法， 其特征在于，所述的第二步包括以下步骤： 步骤201)令
，其中，
t示辅助链路集合，
表示辅助时频资源块
集合；i：表示链路集合；:R表示时频资源块集合d =选择任意一个时频资源块r作为 初始值，进入步骤202);
步骤202)对时频资源块r，系统依式（3)测算得到最优链路1^及最优链路对应的业务 流f% 式⑶ 其中，b(k)表示链路k的发射节点，e(k)表示链路k的接收节点，爲/⑴表示b(k)和 e(k)对应业务流f的数据缓存队列大小之差，
，符号[X]+表示取X 和〇中的最大值，表示发射节点b (k)处对应业务流f的数据缓存队列中t时刻的待 传数据量；表示接收节点e (k)处对应业务流f的数据缓存队列中t时刻的待传数据 量
表示从b (k)到e (k)对应时频资源块r的信道功率增益；
表示业务流集合；
表示最优链路k#的对应的业务流产的数据缓存队列大小之差，当
时， 允许最优链路1^接入时频资源块r，并令
效用函数值?
其 中，
：表示最优链路k#上允许的最大传输功率，(0表示从节点b 〇〇到e 〇〇对应时 频资源块r的信道功率增益，进入步骤203)
则在t时刻不允许任何链路接入 任意时频资源块； 步骤203)若链路k#为蜂窝链路，S卩
良示蜂窝链路集合，则依式（4)选择链 路k#的最优共存链路Γ及该共存链路对应的业务流f+ :
式（4) 其中，
表示链路1对应的最优业务流f的数据缓存队列大小之差，
g示从 节点b(l)到e(l)对应时频资源块r的信道功率增益；b⑴表示链路1的发射节点，e(l) 表示链路1的接收节点；
表示从
对应时频资源块r的信道功率增益； b 〇〇表示链路k#的发射节点，e 〇〇表示链路k#的接收节点；
羑示从节点b (1)到节 点e 〇〇对应时频资源块r的信道功率增益；
表示D2D链路集合； 若链路k#为D2D链路，S卩
表示D2D链路集合，则依式（5)选择链路k#的最 优共存链路Γ及该共存链路对应的业务流f+ :
式（5) 步骤204)对链路1^和最优共存链路Γ分配传输功率，并令链路1^得到的最 优分配功率为最优共存链路Γ得到的最优分配功率为令效用函数值
表示从节点b (Γ)到e (Γ)对应时 频资源块r的信道功率增益，
I示最优链路Γ的对应的最优业务流f+的数据缓存队 列大小之差； 步骤205)若
，则允许最优共存链路Γ接入时频资源块r，并4
:若 U2〈Ui，则不允许链路k#之外的任何链路接入时频资源块r ; 步骤206)更新
在
中选择其他值作为新的定时频资源块r，返回步骤 202)，直至
【文档编号】H04W28/10GK104066122SQ201410326251
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】沈连丰, 李俊超, 夏玮玮, 刘诚毅, 张瑞 申请人:东南大学