基于信任度和物理距离的d2d通信节点成簇方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方法和装置，所述方法包括：获取第一用户和第二用户之间的物理距离；获取第一用户和第二用户之间的信任度；根据所述第一用户和第二用户之间的物理距离以及所述第一用户和第二用户之间的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值，并由此得到小区内每两个用户之间的选择概率值；根据所述小区内每两个用户之间的选择概率值对小区内所有用户进行D2D通信节点成簇。本发明实施例的方法和装置给出了D2D通信领域中基于信任度和物理距离的成簇方法，有效的实现了系统吞吐量以及能效的提升。
【专利说明】基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方法和装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种基于信任度和物理距离的D2D通信节点 成簇方法和装置。
【背景技术】
[0002] D2D(Device to Device)通信广泛应用于热点区域服务，相邻的用户之间通常形 成D2D簇并进行通信。由于频谱共享方式的不同，D2D通信有不同的工作模式。Over lay频 谱共享方式为D2D通信预留专用的频谱资源，而Underlay方式中D2D用户在保证不干扰蜂 窝用户通信的前提下复用蜂窝用户的频谱资源。由于D2D通信的设备大都是手持设备，这 些设备持有者之间的信任度对D2D通信也起到非常关键的作用。因此，在用户设备间的D2D 通信中，需要考虑到用户间的信任度对此不可或缺的影响。在与D2D簇的相关研究中，大都 考虑的是D2D簇场景下其他问题的探讨，如功率分配、D2D和共道蜂窝传输的联合预编码策 略等，仅单纯考虑物理距离相近的设备之间成簇并进行D2D通信的技术方案，但是未考虑 这些用户是否有意愿协作或者直接简单地假设所有用户都愿意协作，这与实际情况是不相 符的。在已有的D2D簇的研究中，并未有对D2D设备持有者之间信任度及用于指示信任度 的信任度的具体研究报导，也鲜有文章比较具体地分析D2D通信节点成簇的增益。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方法和装置，适用于 Overlay和Underlay频谱共享方式，以解决现有技术中对D2D通信节点成簇方法的研究均 未涉及D2D设备持有者之间信任度的技术问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种基于信任度和物理距离的D2D通信节点成 簇方法，包括：
[0005] 获取第一用户和第二用户之间的物理距离；
[0006] 获取第一用户和第二用户之间的信任度；
[0007] 根据所述第一用户和第二用户之间的物理距离以及所述第一用户和第二用户之 间的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值，并由此得到小区内每两 个用户之间的选择概率值；
[0008] 根据所述小区内每两个用户之间的选择概率值对小区内所有用户进行D2D通信 节点成簇。
[0009] 进一步地，所述根据所述第一用户和第二用户之间的物理距离以及所述第一用户 和第二用户之间的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值包括：
[0010] 基于按照餐桌分配划分顾客的中国餐馆过程，根据所述第一用户和第二用户之间 的物理距离以及所述第一用户和第二用户之间的信任度计算所述第一用户与所述第二用 户之间的选择概率值。
[0011] 进一步地，所述获取第一用户和第二用户之间的物理距离包括：获取第i个用户 和第j个用户之间的物理距离，并将其表示为d(i，j);
[0012] 所述获取第一用户和第二用户之间的信任度包括：获取第i个用户和第j个用户 之间的彳目任度，并将其表不为P(i，j)，其中P(i，j)e [0，1]。
[0013] 进一步地，所述根据所述第一用户和第二用户之间的物理距离以及所述第一用户 和第二用户之间的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值还包括：
[0014] 根据所述第i个用户和第j个用户之间的信任度P(i，j)计算第i个用户和第j 个用户之间的信任距离：S(i，j) = -log2p(i，j)，获取每两个用户之间的信任距离所构成的 矩阵S;
[0015] 将第i个用户选择第j个用户作为其D2D通信伙伴的概率表示为：
【权利要求】
1. 一种基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方法，其特征在于，包括： 获取第一用户和第二用户之间的物理距离； 获取第一用户和第二用户之间的信任度； 根据所述第一用户和第二用户之间的物理距离以及所述第一用户和第二用户之间的 信任度计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值，并由此得到小区内每两个用 户之间的选择概率值； 根据所述小区内每两个用户之间的选择概率值对小区内所有用户进行D2D通信节点 成簇。
2. 根据权利要求1所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方法，其特征在 于，所述根据所述第一用户和第二用户之间的物理距离以及所述第一用户和第二用户之间 的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值包括： 基于按照餐桌分配划分顾客的中国餐馆过程，根据所述第一用户和第二用户之间的物 理距离以及所述第一用户和第二用户之间的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之 间的选择概率值。
3. 根据权利要求2所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方法，其特征在 于： 所述获取第一用户和第二用户之间的物理距离包括：获取第i个用户和第j个用户之 间的物理距离，并将其表示为d(i，j); 所述获取第一用户和第二用户之间的信任度包括：获取第i个用户和第j个用户之间 的?目任度，并将其表不为P(i，j)，其中P(i，j) e [〇，1]。
4. 根据权利要求3所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方法，其特征在 于，所述根据所述第一用户和第二用户之间的物理距离以及所述第一用户和第二用户之间 的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值还包括： 根据所述第i个用户和第j个用户之间的信任度P (i，j)计算第i个用户和第j个用 户之间的信任距离：s (i，j) = -Iog2P (i，j)，获取每两个用户之间的信任距离所构成的矩阵 S ； 将第i个用户选择第j个用户作为其D2D通信伙伴的概率表示为： (f2(s(i,j)) --, 、-,if i^j, P(Cj=JlSjDja)= ^ ^ f2(s〇O) +α J^if2(s(i,j))+a' lf 其中，Ci表示第i个用户所选择的D2D通信伙伴，D为每两个用户之间的物理距离所构 成的矩阵，〇为所述中国餐馆过程的标量参数，函数4(8(1，」)）的定义为： f2(s(i,j))=fa，'f d(l<j)-dm-(0, if d(i,j)>dmax d_为D2D通信节点间的最大物理距离。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇方 法，其特征在于： 所述第一用户和第二用户之间的信任度用于表示两个用户间文件和/或资源共享的 概率：当所述信任度越大时，两个用户间文件和/或资源共享的概率越大；反之，则两个用 户间文件和/或资源共享的概率越小； 所述方法同时适用于蜂窝网络中的D2D Overlay频谱共享方式和Underlay频谱共享 方式。
6. -种基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇装置，其特征在于，包括： 物理距离获取单元，用于获取第一用户和第二用户之间的物理距离； 信任度获取单元，用于获取第一用户和第二用户之间的信任度； 选择概率值计算单元，用于根据所述物理距离获取单元获取的所述第一用户和第二用 户之间的物理距离以及所述信任度获取单元获取的所述第一用户和第二用户之间的信任 度，计算所述第一用户与所述第二用户之间的选择概率值，并由此得到小区内每两个用户 之间的选择概率值； 成簇单元，用于根据所述小区内每两个用户之间的选择概率值对小区内所有用户进行 D2D通信节点成簇。
7. 根据权利要求6所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇装置，其特征在 于，所述选择概率值计算单元用于： 基于按照餐桌分配划分顾客的中国餐馆过程，根据所述第一用户和第二用户之间的物 理距离以及所述第一用户和第二用户之间的信任度计算所述第一用户与所述第二用户之 间的选择概率值。
8. 根据权利要求7所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇装置，其特征在 于： 所述物理距离获取单元用于：获取第i个用户和第j个用户之间的物理距离，并将其表 示为 d(i, j); 所述信任度获取单元用于：获取第i个用户和第j个用户之间的信任度，并将其表示为 口(1，」），其中？(1，」）^[〇，1]。
9. 根据权利要求8所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇装置，其特征在 于，所述选择概率值计算单元用于： 根据所述第i个用户和第j个用户之间的信任度P (i，j)计算第i个用户和第j个用 户之间的信任距离：s (i，j) = -l〇g2p (i，j)，获取每两个用户之间的信任距离所构成的矩阵 S ； 将第i个用户选择第j个用户作为其D2D通信伙伴的概率表示为： , if i蚱 P(Ci=JlSjDja)=^ Sj^f2(SOJ))+α J^if2(s(i,j))+a' lf 其中，Ci表示第i个用户所选择的D2D通信伙伴，D为每两个用户之间的物理距离所构 成的矩阵，〇为所述中国餐馆过程的标量参数，函数4(8(1，」)）的定义为： f2(s(i,j))=fa，lf d(l<j)-d?x (0, if d(i,j)>dmax d_为D2D通信节点间的最大物理距离。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的基于信任度和物理距离的D2D通信节点成簇装 置，其特征在于： 所述信任度获取单元用于获取的第一用户和第二用户之间的信任度用于表示两个用 户间文件和/或资源共享的概率：当所述信任度越大时，两个用户间文件和/或资源共享的 概率越大；反之，则两个用户间文件和/或资源共享的概率越小； 所述装置同时适用于蜂窝网络中的D2D Overlay频谱共享方式和Underlay频谱共享 方式。
【文档编号】H04W8/14GK104320772SQ201410540028
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】王莉, 满毅, 宋梅, 刘洋, 张勇, 滕颖蕾, 魏翼飞, 曹春艳 申请人:北京邮电大学