一种设备到设备通信的模式确定方法及装置与流程

本发明涉及无线通信
技术领域：
，特别是涉及一种设备到设备通信的模式确定方法及装置。
背景技术：
：设备到设备通信(DevicetoDevice，D2D)通信是一种在改进的长期演进(LongTermEvolution-Advanced，LTE-A)网络中重用小区用户频谱资源，进行设备到设备直接通信。网络异构化已经是无线通信网的大趋势，充分利用现有的无线网络互补特性，扩大D2D通信的服务范围，进一步提高全网的吞吐量和服务质量，有着十分重要的意义。目前，D2D用户对使用蜂窝用户对(原用户对)的频谱资源进行通信的步骤包括：分别计算出D2D用户对发送端的第一发射功率和蜂窝用户对发送端的第二发射功率；根据第一发射功率和第二发射功率，分别获得D2D用户对的第一吞吐量和蜂窝用户对的第二吞吐量；在复用模式和专用模式下，分别计算出第一吞吐量和第二吞吐量之和；当复用模式下的第一吞吐量和第二吞吐量之和、大于专用模式下的第一吞吐量和第二吞吐量之和时，D2D用户对选择复用模式进行通信；当复用模式下的第一吞吐量和第二吞吐量之和、不大于专用模式下的第一吞吐量和第二吞吐量之和时，D2D用户对选择专用模式行通信。可见，在上述方案中，只考虑了使D2D用户在复用模式和专用模式之中选择通信模式，D2D用户对选择通信模式种类较少，不利于提高异构网络的吞吐量。技术实现要素：本发明实施例的目的在于提供一种设备到设备通信的模式确定方法及装置，以提高异构网络中D2D用户对与原用户对的总吞吐量。具体技术方案如下：一方面，本发明实施例公开了一种设备到设备通信的模式确定方法，包括：获得至少一个设备到设备通信D2D用户对发送端和至少一个原用户对发送端的信道信息；根据所述信道信息，分别计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在通信模式下，每个D2D用户对发送端与所有原用户对中的每个原用户对发送端的总功率，其中，所述通信模式包括：复用模式、专用模式及蜂窝模式；根据所述总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式下，每个D2D用户对接收端与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第一总吞吐量；根据所述第一总吞吐量，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式，其中，所述候选模式为所述通信模式中的任一通信模式；根据所述候选模式，确定每个D2D用户对匹配对应的原用户对时，每个D2D用户对的通信模式，以使匹配后的每个D2D用户对发送端到每个D2D用户对接收端进行通信，其中，每个D2D用户匹配到对应原用户对时，所有D2D用户对接收端和所有原用户对接收端的第二总吞吐量最大。另一方面，本发明实施例还公开了一种设备到设备通信的模式确定装置，包括：获得单元，用于获得至少一个设备到设备通信D2D用户对发送端和至少一个原用户对发送端的信道信息；计算单元，用于根据所述信道信息，分别计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在通信模式下，每个D2D用户对发送端与所有原用户对中的每个原用户对发送端的总功率，其中，所述通信模式包括：复用模式、专用模式及蜂窝模式；第一确定单元，用于根据所述总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式下，每个D2D用户对接收端与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第一总吞吐量；第二确定单元，用于根据所述第一总吞吐量，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式，其中，所述候选模式为所述通信模式中的任一通信模式；第三确定单元，用于根据所述候选模式，确定每个D2D用户对匹配对应的原用户对时，每个D2D用户对的通信模式，以使匹配后的每个D2D用户对发送端到每个D2D用户对接收端进行通信，其中，每个D2D用户匹配到对应原用户对时，所有D2D用户对接收端和所有原用户对接收端的第二总吞吐量最大。本发明实施例提供的一种设备到设备通信的模式确定方法及装置，在获得每个D2D用户对组合所有用户对中的每个原用户对时的总功率时，根据该总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对的第一总吞吐量，及该第一总吞吐量对应的候选模式，从而确定出每个D2D用户对匹配对应的原用户对时的通信模式。在保证了原用户对的最低信噪比时，同时为多个D2D用户对选择通信模式，保证多个D2D用户对接收端与原用户对接收端的接收到的吞吐量之和最大。同时，本发明实施例可以应用于异构网络中，提高了各异构网络的总吞吐量。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法的一种流程图；图2为本发明实施例的D2D用户对使用原用户对的信道资源在不同通信模式下的通信方式示意图；图3为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法中，复用模式下，原用户对不使用中继时，原用户对及D2D用户对通信的示意图；图4为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法中，复用模式下，原用户对使用中继时，原用户对及D2D用户对通信的示意图；图5为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法中，专用模式下，原用户对及D2D用户对通信的示意图；图6为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法中，蜂窝模式下，原用户对不使用中继时，原用户对及D2D用户对通信的示意图；图7为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法中，蜂窝模式下，原用户对使用中继时，原用户对及D2D用户对通信的示意图；图8为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法中，D2D用户对匹配原用户对的示意图；图9为本发明实施例的不同算法下，异构网络中的D2D用户对和原用户对的总吞吐量的仿真图；图10为本发明实施例的原用户对接收端和D2D用户对接收端的总吞吐量随D2D用户对发送端与该D2D用户对接收端间最大距离变化的仿真图；图11为本发明实施例的原用户对与D2D用户对发送端的总发射功率相同时，原用户对接收端和D2D用户对接收端的总吞吐量仿真图；图12为本发明实施例的设备到设备通信的模式确定方法中，原用户对使用中继进行通信的示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例的目的在于提供一种设备到设备通信的模式确定方法及装置，以实现提高D2D用户对与原用户对的总吞吐量。下面首先对本发明实施例所提供的一种设备到设备通信的模式确定方法进行介绍。需要说明的是，本发明实施例所提供的一种设备到设备通信的模式确定方法的执行主体可以为一种设备到设备通信的模式确定装置。具体的，设备到设备通信的模式确定方法装置可以为基站中的功能软件。如图1所示，本发明实施例所提供的一种设备到设备通信的模式确定方法，可以包括如下步骤：S101，获得至少一个设备到设备通信D2D用户对发送端和至少一个原用户对发送端的信道信息；可以理解的是，每对原用户(即，原用户对)包括发送端和接收端，原用户对发送端可以为发送信号的设备(例如，手机A)，原用户对接收端可以为接收信号的设备(例如，手机B)。每对D2D用户(即，D2D用户对)包括发送端和接收端，D2D用户对发送端可以为发送信号的设备(例如，手机C)，D2D用户对接收端可以为接收信号的设备(例如，手机D)，其中，手机A与手机B之间可以相互通信，手机C和手机D之间可以相互通信。具体的，所述获得至少一个设备到设备通信D2D用户对发送端和至少一个原用户对发送端的信道信息，包括：接收所述至少一个D2D用户对发送端的通信请求；所述通信请求包括所述至少一个D2D用户对发送端的第一信道信息；检测所述至少一个原用户对发送端的第二信道信息，其中，所述原用户对为当前正在进行通信的蜂窝用户。其中，所述信道信息包括：所述第一信道信息和所述第二信道信息。在一个网络或者多个网络(例如，一个基站或多个基站)覆盖的范围内，存在至少一个D2D用户对需要通信，则可以接收到至少一个D2D用户对发送端的通信请求，且该通信请求包括至少一个D2D用户对中每个D2D用户对发送端的第一信道信息，这里，第一信道信息可以包括：加性高斯白噪声功率谱密度、上行信道带宽、下行信道带宽、原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio，信号与干扰加噪声比)、路损指数及每个D2D用户对发送端与D2D用户对接收端之间的距离等。第二信道信息可以包括：加性高斯白噪声功率谱密度、上行信道带宽、下行信道带宽、原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR、路损指数及每个原用户对发送端与该原用户对接收端之间的距离等。S102，根据所述信道信息，分别计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在通信模式下，每个D2D用户对发送端与所有原用户对中的每个原用户对发送端的总功率，其中，所述通信模式包括：复用模式、专用模式及蜂窝模式。具体的，D2D用户对在使用原用户对的信道资源时，可以选择复用模式、专用模式及蜂窝模式中的任一种通信模式进行通信。如图2所示，D2D用户对使用原用户对的信道资源进行通信的三种通信模式，其中，在复用模式时，D2D用户对共享原用户对发送端的上行信道资源进行直接通信；在专用模式时，原用户对发送端与D2D用户对各独占一半上行信道资源直接进行通信；在蜂窝模式时，原用户对发送端与D2D用户对发送端各独占一半上行信道资源，原用户对接收端与D2D用户对接收端各独占一半下行信道资源，通过基站转接进行通信，在蜂窝模式下，D2D用户对使用蜂窝模式的通信方式与原用户对使用蜂窝模式的通信方式相同。具体的，根据所述第一信道信息和所述第二信道信息，分别计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式下，每个D2D用户对发送端与所有原用户对中的每个原用户对发送端的总功率，包括：计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式为复用模式时，每个D2D用户对发送端的第一发射功率，及每个原用户对发送端的第二发射功率；将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第一发射功率的和，作为第一总功率；计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式为专用模式时，每个D2D用户对发送端的第一发射功率，及每个原用户对发送端的第二发射功率，将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第二发射功率的和，作为第二总功率；计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式为蜂窝模式时，每个D2D用户对发送端的第一发射功率，及每个原用户对发送端的第二发射功率，将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第一发射功率的和，作为第三总功率，其中，所述总功率包括：所述第一总功率、所述第二总功率及所述第三总功率。实际应用中，为了提高网络的吞吐量，D2D用户对使用原用户对的信道资源进行通信。在D2D用户对采用复用模式使用原用户对的信息资源时，D2D用户对和原用户对彼此产生强烈干扰。本发明实施例中，至少一个D2D用户对中的每个D2D用户对可以采用复用模式、或专用模式或蜂窝模式中的任一通信模式，来使用原用户对的信息资源进行通信。不同网络(即，不同增强型基站)占用不同的信道资源，假设不同基站覆盖不同的小区，可以不考虑不同小区间的D2D用户对与原用户对之间的干扰。在小区所在的系统可以包括：增强型基站、中继、原用户对及待接入D2D用户对(待接入D2D用户对即为本发明实施例所述的D2D用户对)。设小区所在的系统中的正在进行通信的原用户对的数量为M，D2D用户对的数量为N，且一对原用户使用一对上行信道资源和下行信道资源，且该原用户对通过增强型基站转接通信，其中，M和N均为大于1的正整数。在实际应用中，由于原用户对数量远大于D2D用户对数量，即：M≥N，对于D2D用户对来说，原用户对的信道资源足够D2D用户对使用。这里，设定一个原用户对最多只能支持一个D2D用户对使用，可见，原用户对可以独立使用该原用户对的信道资源进行通信，也可以与D2D用户对共用一对上行信道资源和下行信道资源进行通信。本发明采用瑞利衰落信道模型(瑞利衰落信道模型是指一种无线电信号传播环境的统计模型，这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，即“衰落”，并且信号包络服从瑞利分布)，也就是各信道独立同分布。通常，增强型基站接收到的原用户对发送端的功率可以为：P＝C·Pe·Rc-α·It-1，。为了保证原用户对之间的通信质量，第一发射功率Pe采用路损补偿模型(路损补偿模型是瑞利衰落信道模型的基础模型)，以保证无干扰时，基站接收信号的最低SINR为γ0，则第一发射功率：Pe＝γ0·N0B·Rcα，由于原用户对发送端及D2D用户对发送端的电池能量供给有限，由路损补偿模型，得原用户对发送端的最大第一发射功率为Pemax＝N0B·γ0Rcα，D2D用户对发送端的最大第二发射功率最大为Pdmax＝N0B·ρ0Dmaxα，其中，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Pe为原用户对发送端的第一发射功率，Rc为原用户对发送端与基站间距离，C为路损常数，α>2为路损指数，It为信道衰落的聚合干扰、γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR、P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率、Dmax为D2D用户对接收端可以接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端距离该D2D用户对发送端的距离上限、ρ0为原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR，Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限，D为D2D用户对的发送端与该D2D接收端间实际距离。通常，为了提高原用户对接收端的吞吐量、保证各个原用户对接收端的吞吐量的公平性以及增大增强型基站的覆盖范围，原用户对发送端可以根据该原用户对发送端与增强型基站的距离、原用户对发送端与中继的距离、以及原用户对的信道资源是否被D2D用户对共享，选择是否使用中继转接进行通信。不论D2D用户对是否使用原用户对的信道资源前，还是D2D用户对使用原用户对的信道资源后，每个原用户对发送端与该原用户对接收端之间的通信方式(即，原用户对使用中继转接进行通信或者原用户对不使用中继转接进行通信)不受D2D用户对通信模式的影响。具体的，根据中继转发策略的不同，原用户对采用中继进行通信的方式可以包括：固定转发中继和自适应中继，根据信号接收策略的不同，可以包括：无分集中继和分集中继，无分集中继和分集中继包括：FDD、TDD或同时同频方式传输信息。本发明实施例采用无分集中继的FDD通信模式，即一跳、二跳链路分用上行或者下行链路一半的信道资源同时进行通信。由于无分集中继的第二跳链路通常具有足够高的吞吐量，本发明实施例中，在原用户对发送端的第一发射功率相同的情况下，当原用户对发送端到中继链路的吞吐量大于原用户对发送端到基站链路的吞吐量的两倍时，原用户对采用中继方式进行通信，也就是满足以下公式：将公式：代入上式，得到原用户对采用中继进行通信的判决公式：其中，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Pe为原用户对发送端的第一发射功率，Rc为原用户对发送端与基站间距离，rc为原用户对发送端与中继间距离，α>2为路损指数、γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR、P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率、Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限。具体的，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，结合图3、图4，D2D用户对采用复用模式使用原用户对上行信道资源进行通信时，在原用户对不使用中继340以及使用中继340的两种情况下，原用户对(原用户对发送端310及原用户对接收端320)、增强型基站330及D2D用户对(D2D用户对发送端350及D2D用户对接收端360)间的通信信号干扰情况。当原用户对不使用中继转接进行通信时，D2D用户对发送端对基站接收信号产生干扰。D2D用户对发送端的第二发射功率越大，距基站的距离越近，基站接收信号受D2D用户对发送端干扰越大。同时，原用户对发送端对D2D用户对接收端产生干扰，原用户对发送端的第一发射功率越大，距D2D用户对接收端距离越近，D2D用户对接收端到受到原用户对发送端干扰越大。当原用户对使用中继转接进行通信时，D2D用户对发送端对中继接收信号产生干扰。D2D用户对发送端的第二发射功率越大，距中继的距离越近，中继受D2D用户对发送端干扰越大。原用户对发送端对D2D用户对接收端产生干扰，原用户对发送端的第一发射功率越大，距离D2D用户对接收端距离越近，D2D用户对接收端受原用户对发送端干扰越大。由上述分析可得原用户不使用或使用中继时，原用户对接收端和D2D用户对接收端的吞吐量可以根据以下公式获得：其中，(Pe,Pd1,Pd2)∈Ω，Ω＝{(Pe,Pd1,Pd2):0≤Pe≤Pemax,0≤Pd1,Pd2≤Pemax}，Ce1和Cd1分别为原用户对不使用中继进行通信时，原用户对接收端的第二吞吐量和D2D用户对接收端的第一吞吐量，Ce2和Cd2为原用户对使用中继进行通信时，原用户对接收端的第二吞吐量和D2D用户对接收端的第一吞吐量。在原用户对的信道资源被D2D用户对共享时，设原用户对的最低SINR为ρ0(ρ0≤γ0)。且令有：Pd1＝(PeRc-α/ρ0-N0B)RdαPd2＝(Perc-α/ρ0-N0B/2)rdα可见，为保证原用户对的SINR值，D2D用户对发送端的第二发射功率受限于原用户对发送端的第一发射功率。通过设定原用户对的第一发射功率Pe的值，以最大化D2D用户对接收端的第一吞吐量。同时，将上述Pd1及Pd2的公式分别代入公式上述Cd1及Cd2所在的公式，并令对Γd1、Γd2求一阶导数，得：可见，得Cd1和Cd2是有限集合Ω内随Pe增大的单增函数。当Pe＝Pemax时，Cd1和Cd2取得最大值。也就是，在原用户对发送端的第一发射功率取最大值时，D2D用户对接收端的第一吞吐量达到最大。将Pe＝Pemax代入公式：得D2D用户对发送端在有限集合Ω内的第二发射功率：其中，Pd1为原用户对不使用中继时，D2D用户对发送端的第二发射功率，Pd2为原用户对使用中继时，D2D用户对发送端的第二发射功率，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Pe为原用户对发送端的第一发射功率，Rc为原用户对发送端与基站间距离，rc为原用户对发送端与中继间距离，α>2为路损指数，γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR，ρ0为原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR，P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率，Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限，Rd为D2D用户对发送端与基站间距离，rd为D2D用户对发送端与中继间距离，D为D2D用户对的发送端与该D2D接收端间实际距离，Rcd为原用户对发送端与D2D用户对接收端间距离。如图5所示，D2D用户对(D2D用户对发送端350及D2D用户对接收端360)采用专用模式使用原用户对(原用户对发送端310及原用户对接收端320)上行信道资源进行通信时，原用户对发送端和D2D用户对各独占一半的上行信道资源，相互间是没有干扰的。在原用户对不使用中继340(即，直接通过基站330进行通信)以及使用中继的两种情况下进行通信时，原用户对接收端和D2D用户对接收端的吞吐量根据以下公式获得：其中，(Pe,Pd1,Pd2)∈Ω,Ω＝{(Pe,Pd1,Pd2):0≤Pe≤Pemax,0≤Pd1,Pd2≤Pemax}，Ce1和Cd1分别为原用户对不使用中继时，原用户对接收端的吞吐量第二和D2D用户对接收端的第一吞吐量；Ce2和Cd2分别为原用户对使用中继时，原用户对接收端的吞吐量第二和D2D用户对接收端的第一吞吐量。原用户对和D2D用户对之间没有干扰，Pe和Pd是相互独立的。Ce和Cd是有限集合Ω内Pe和Pd的单增函数。原用户对发送端和D2D用户对发送端的电池能量供给有限，分别为满足原用户对和D2D用户对的最低SINR的发射功率。其中，Pd1为原用户对不使用中继时，D2D用户对发送端的第二发射功率，Pd2为原用户对使用中继时，D2D用户对发送端的第二发射功率，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Pe为原用户对发送端的第一发射功率，Pd为D2D用户对发送端的第二发射功率，Pd包括Pd1和Pd2，Rc为原用户对发送端与基站间距离，rc为原用户对发送端与中继间距离，α>2为路损指数，γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR，ρ0为原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR，P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率，Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限，Rd为D2D用户对发送端与基站间距离，rd为D2D用户对发送端与中继间距离。如图6和图7所示，D2D用户对采用蜂窝模式使用原用户对信道资源进行通信时，原用户对发送端和D2D用户对发送端各独占一半的上行信道资源，原用户对接收端和D2D用户对接收端各独占一半的下行信道资源的通信方式。在原用户对不使用或使用中继转接进行通信两种情况下，原用户对不使用或者使用中继时，原用户对接收端第二吞吐量和D2D用户对接收端的第一吞吐量，可以根据以下公式获得：Ce1、Ce2是有限集合Ω内Pe单增函数，Cd1、Cd2为有限集合Ω内Pd单增函数。由于原用户对发送端和D2D用户对发送端的电池能量供给有限，分别为满足原用户对和D2D用户对的最低SINR的发射功率。其中，(Pe,Pd1,Pd2)∈Ω,Ω＝{(Pe,Pd1,Pd2):0≤Pe≤Pemax,0≤Pd1,Pd2≤Pemax}，Ce1和Cd1分别为原用户对不使用中继时，原用户对接收端的第二吞吐量和D2D用户对接收端的第一吞吐量，Ce2和Cd2分别为原用户对使用中继时，原用户对接收端的第二吞吐量和D2D用户对接收端的第一吞吐量，Pd1为原用户对不使用中继时，D2D用户对发送端的第二发射功率，Pd2为原用户对使用中继时，D2D用户对发送端的第二发射功率，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Pe为原用户对发送端的第一发射功率，Pd为D2D用户对发送端的第二发射功率，Pd包括Pd1和Pd2，Rc为原用户对发送端与基站间距离，rc为原用户对发送端与中继间距离，α>2为路损指数，γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR，ρ0为原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR，P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率，Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限，Rd为D2D用户对发送端与基站间距离，rd为D2D用户对发送端与中继间距离。可见，基于优先保证网络中原用户对的通信质量，D2D用户对在复用模式、专用模式及蜂窝模式下，原用户对发送端的第一发射功率和D2D用户对的发送端的第二发射功率分别为：复用模式下，第一发射功率Pe及第二发射功率Pd分别根据以下公式获得：Pe＝N0B·γ0Rcα专用模式下，第一发射功率Pe及第二发射功率Pd分别根据以下公式获得：蜂窝模式下，第一发射功率Pe及第二发射功率Pd分别根据以下公式获得：其中，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Pe为原用户对发送端的第一发射功率，Pd为D2D用户对发送端的第二发射功率，Rc为原用户对发送端与基站间距离，rc为原用户对发送端与中继间距离，α>2为路损指数，γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR，ρ0为原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR，P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率，Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限，Rd为D2D用户对发送端与基站间距离，rd为D2D用户对发送端与中继间距离，D为D2D用户对的发送端与该D2D接收端间实际距离。可见，当每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且复用模式时，将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第一发射功率作为第一总功率，该第一总功率为：当每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且专用模式时，将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第一发射功率作为第二总功率，该第二总功率为：当每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且蜂窝模式时，将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第一发射功率作为第三总功率，该第三总功率为：其中，Pre_mn1为第n个D2D用户对组合第m个原用户对时，在复用模式下，第n个D2D用户对的第一发射功率和第m个原用户对的第二发射功率的和，即第一总功率，PDed_mn1为第n个D2D用户对组合第m个原用户对时，在专用模式下，第n个D2D用户对的第一发射功率和第m个原用户对的第二发射功率的和，即第二总功率，PCel_mn1为第n个D2D用户对组合第m个原用户对时，在蜂窝模式下，第n个D2D用户对的第一发射功率和第m个原用户对的第二发射功率的和，即第三总功率，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Rc为原用户对发送端与基站间距离，rc为原用户对发送端与中继间距离，α>2为路损指数，γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR，ρ0为原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR，P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率，Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限，Rd为D2D用户对发送端与基站间距离，rd为D2D用户对发送端与中继间距离，D为D2D用户对的发送端与该D2D接收端间实际距离，n和m均为大于或等于1的正整数。S103，根据所述总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式下，每个D2D用户对接收端与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第一总吞吐量；其中，所述第一总吞吐量包括：所述第一吞吐量、所述第二吞吐量及所述第三吞吐量。具体的，将所述第一总功率，所述第二总功率及所述第三总功率进行比较，确定所述第一总功率、所述第二总功率及所述第三总功率中的最大功率，并将所述最大功率作为第四总功率；根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为复用模式时，每个D2D用户对接收端与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第一吞吐量；根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为专用模式时，每个D2D用户对接收端与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二吞吐量；根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为蜂窝模式时，每个D2D用户对接收端与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第三吞吐量；可以理解的是，将上述所获的Pre_mn1、PDed_mn1及PCel_mn1进行比较，并将比较之后三个功率中的最大功率作为第四总功率Pmax，且Pmax可以表示为：Pmax＝max(Pre_mn1,PDed_mn1,PCel_mn1)当Pmax＝Pre_mn1时，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在通信模式为复用模式时，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，及所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量；将所述通信模式为复用模式时的，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量的和作为第一吞吐量，即，根据公式：确定第n个D2D用户对组合第m个原用户对，且在复用模式下，第n个D2D用户对接收端与第m个原用户对接收端的第一吞吐量；当Pmax＝PDed_mn1时，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在通信模式为专用模式时，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，及所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量；将所述通信模式为专用模式时的，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量的和作为第二吞吐量，即，根据公式：确定第n个D2D用户对组合第m个原用户对，且在专用模式下，第n个D2D用户对接收端与第m个原用户对接收端的第二吞吐量；当Pmax＝PCel_mn1时，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为蜂窝模式时，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，及所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量；将所述通信模式为蜂窝模式时的，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量的和作为第三吞吐量，即根据公式：确定第n个D2D用户对组合第m个原用户对，且在蜂窝模式下，第n个D2D用户对接收端与第m个原用户对接收端的第三吞吐量；其中，Cre_mn1为第一吞吐量，CDed_mn1为第二吞吐量，CCel_mn1为第三吞吐量，re_mn1为复用模式下的第n个D2D用户对组合第m个原用户对，Ded_mn1为专用模式下的第n个D2D用户对组合第m个原用户对，Cel_mn1为蜂窝模式下的第n个D2D用户对组合第m个原用户对，Pre_mn1为第n个D2D用户对组合第m个原用户对时，在复用模式下，第n个D2D用户对的第一发射功率和第m个原用户对的第二发射功率的和，即第一总功率，PDed_mn1为第n个D2D用户对组合第m个原用户对时，在专用模式下，第n个D2D用户对的第一发射功率和第m个原用户对的第二发射功率的和，即第二总功率，PCel_mn1为第n个D2D用户对组合第m个原用户对时，在蜂窝模式下，第n个D2D用户对的第一发射功率和第m个原用户对的第二发射功率的和，即第三总功率，Pmax为第一总功率、第二总功率及第三功率中的最大总率，N0为加性高斯白噪声功率谱密度，B为上行或下行信道带宽，Rc为原用户对发送端与基站间距离，rc为原用户对发送端与中继间距离，α>2为路损指数，γ0为原用户对的信道资源未被共享时，基站接收信号的最低SINR，ρ0为原用户对的信道资源被共享时，基站接收信号的最低SINR，P为增强型基站接收到的原用户对发送端的功率，Dmax为D2D用户对接收端接收到该D2D用户对发送端的信号时，D2D用户对接收端至该D2D用户对发送端的距离上限，Rd为D2D用户对发送端与基站间距离，rd为D2D用户对发送端与中继间距离，D为D2D用户对的发送端与该D2D接收端之间实际距离。S104，根据所述第一总吞吐量，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式，其中，所述候选模式为所述通信模式中的任一通信模式；具体的，确定所述第一吞吐量Cre_mn1、所述第二吞吐量CDed_mn1及所述第三吞吐量CCel_mn1中的最大吞吐量；当所述最大吞吐量为所述第一吞吐量时，将复用模式作为每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式；当所述最大吞吐量为所述第二吞吐量时，将专用模式作为每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式；当所述最大吞吐量为所述第三吞吐量时，将蜂窝模式作为每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式。例如，根据公式：其中，Mod为候选模式，Modre为复用模式，ModDed为专用模式，ModCel为蜂窝模式，max表示取最大值，Cre_mn1为第一吞吐量，CDed_mn1为第二吞吐量，CCel_mn1为第三吞吐量。S105，根据所述候选模式，确定每个D2D用户对匹配对应的原用户对时，每个D2D用户对的通信模式，以使匹配后的每个D2D用户对发送端到每个D2D用户对接收端进行通信。其中，每个D2D用户匹配到对应原用户对时，所有D2D用户对接收端和所有原用户对接收端的第二总吞吐量最大。例如，在一个网络中，获得两个D2D用户对(A1-A2，B1-B2)的通信请求，并且存在三个原用户对(C1-C2，D1-D2，E1-E2)正在进行蜂窝通信，A1、B1均为D2D用户对的发送端，A2、B2均为D2D用户对的接收端，C1、D1、E1均为原用户对的发送端，C2、D2、E2均为原用户对的接收端，D2D用户对(A1-A2)的发送端A1与接收端A2进行通信时，可以使用复用模式、专用模式及蜂窝模式中的任一通信模式，共享原用户对(C1-C2)的信道资源，也可以使用复用模式、专用模式及蜂窝模式中的任一通信模式共享原用户对(D1-D2)的信道资源，还可以使用复用模式、专用模式及蜂窝模式中的任一通信模式共享原用户对(E1-E2)的信道资源，同时，D2D用户对(B1-B2)也可以使用复用模式、专用模式及蜂窝模式中的任一通信模式，共享三个原用户对中的任一原用户对的信道资源，需要注意的是，一个原用户对的信道资源只限于被一个D2D用户对共享。D2D用户对(A1-A2)分别与原用户对(C1-C2)、(D1-D2)及(E1-E2)组合，得到三种组合方式，可见，两个D2D用户对中的每个D2D用户对分别与三个原用户对中的每个原用户对组合，可以获得六种组合方式。优选的，每种组合分别在复用模式、专用模式及蜂窝模式都对应存在该组合的最大吞吐量。根据所有组合中的每种组合对应的最大吞吐量及该最大吞吐量对应的通信模式(候选模式)，构建一个判决矩阵，并对该判决矩阵采用赋权二分图中的最大流算法，使得所有D2D用户对匹配到对应的原用户对，匹配后的D2D用户对接收端的吞吐量与原用户对接收端的吞吐量之和为第二总吞吐量，该第二总吞吐量为所有可能组合的吞吐量中的最大值。本发明实施例中，在保证了原用户对的最低信噪比时，同时为多个D2D用户对选择通信模式，保证多个D2D用户对接收端与原用户对接收端的接收到的吞吐量之和最大。同时，本发明实施例可以应用于异构网络中，提高了各异构网络的总吞吐量，可以在异构网络快速分配模式，大大减小了计算开销。上述的赋权二分图是图论中的一种特殊模型，如图8所示，设G＝(V，E)是一个无向图，每条边表示实数权w(e)。如果顶点V可分割为两个互不相交的子集(U，W)，使得G的任意一条边e的一个端点在U810中，另一个端点在W820中，则G为赋权二分图。赋权二分图的最大匹配表示：设M为E的一个子集，定义为匹配M的权。如果M中的任意两条边都不依附于同一个顶点且使w(M)最大，则M为赋权二分图的最大匹配。目前，赋权二分图最大匹配有两种算法：最大流算法和匈牙利算法。本发明实施例采用最大流算法，在针对多个D2D用户对的模式选择中，每个D2D用户对只能使用一个原用户对的信道资源，一个原用户对的信道资源最多只能被一个D2D用户对使用。所以，D2D用户对和原用户对相当于赋权二分图中的两个顶点子集，即D2D用户对相当于子集W，原用户对相当于U。由于不同D2D用户对和原用户对组合时，得到的总吞吐量不同，相当于图8中不同边的实数权值。可见，本发明实施例中，多个D2D用户对模式选择下的总吞吐量最大的问题，即可转化为赋权二分图最大匹配问题。当原用户对的数量为M时，则原用户对的集合为U，当有D2D用户对的数量为N时，则D2D用户对的集合为W。第n个D2D用户对使用第m个原用户对的信道通信时，该组合所获得总吞吐量可以表示为Cmn1，这里，定义一个决策变量emn：多个D2D用户对的模式选择的目标为：原用户对接收端和D2D用户对接收端的总吞吐量为：其中，emn＝0或1且n＝1，2，...，N；m＝1，2，...，M。最大流算法的复杂度为四阶，比目前采用的贪婪算法的复杂度上高了一阶，但是它可达到多个D2D用户对的模式选择的网络中的总吞吐量最大。可以通过不同网络负担，针对不同D2D用户对发送端与接收端之间的距离，进行D2D用户的模式选择。如图9及表1所示，不同模式选择算法下的异构网络中的D2D用户对和原用户对的总吞吐量。其中，累积概率是指：在每条曲线仿真20000次时，小于横坐标的值的结果占总仿真结果的比例值。表1仿真参数参数值网络中原用户对的数量80个每个无线带宽网络中原用户对的数量20个D2D候选用户对数量50个D2D用户对发送端与该D2D用户对接收端间最大距离50mD2D用户对的移动速度0km/h每条曲线仿真次数20000次横坐标点数50个在现有技术的单独分配信道算法对应的曲线图904中，基站为D2D用户对单独分配独立的信道资源，不占用网络原用户信道资源，也不与原用户发生干扰，所以原用户对和D2D用户对的总吞吐量最大，单独分配信道算法仅适用于网络频谱资源充足的情况。另外，基于路损的模式选择算法对应的曲线图901、强制专用模式算法对应的曲线图902及本方案曲线图903相比，在原用户对发送端和D2D用户对发送端的总发射功率相同时，本方案所获得原用户对接收端和D2D用户对接收端的总吞吐量最大。如图10所示，结合表2，网络中的原用户对接收端和D2D用户对接收端的总吞吐量随D2D用户对发送端与该D2D用户对接收端间最大距离变化曲线。本方案曲线图1001、单用户模式选择算法对应的曲线图1002及基于路损的模式选择算法对应的曲线图1003相比，随着D2D用户对发送端与该D2D用户对接收端间最大距离增大时，在原用户对发送端和D2D用户对发送端的总发射功率相同时，本方案所获得原用户对接收端和D2D用户对接收端的总吞吐量最大。表2仿真参数参数值蜂窝小区原用户对数量80个每WLAN网络原用户对数量20个D2D候选用户对数量50个D2D用户对发送端与接收端的相对移动速度0千米/每小时D2D用户对发送端与该D2D用户对接收端间最大距离的最小值5米D2D用户对发送端与该D2D用户对接收端间最大距离的最大值100米每点仿真次数40000次横坐标点数50个如图11、结合表3，本方案曲线图1101、单用户模式选择算法对应的曲线图1102及基于路损的模式选择算法对应的曲线图1103相比，在原用户对发送端和D2D用户对发送端的总发射功率相同时，实施本发明实施例，所获得原用户对接收端和D2D用户对接收端的总吞吐量最大，而且，在D2D用户对的数量增加时，相比于现有技术算法，本发明实施例可以很好提高异构网络的总吞吐量。表3仿真参数参数值蜂窝小区原用户对数量100个每WLAN网络原用户对数量20个D2D用户对发送端与该D2D用户对接收端间最大距离50米D2D用户对发送端与接收端的相对移动速度0km/hD2D候选用户对数量最小值20个D2D候选用户对数量最大值80个每点仿真次数20000次横坐标点数31个相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了一种设备到设备通信的模式确定方法，如图12所示，可以包括：获得单元1210，用于获得至少一个设备到设备通信D2D用户对发送端和至少一个原用户对发送端的信道信息；计算单元1220，用于根据所述信道信息，分别计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在通信模式下，每个D2D用户对发送端与所有原用户对中的每个原用户对发送端的总功率，其中，所述通信模式包括：复用模式、专用模式及蜂窝模式；第一确定单元1230，用于根据所述总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式下，每个D2D用户对接收端与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第一总吞吐量；第二确定单元1240，用于根据所述第一总吞吐量，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式，其中，所述候选模式为所述通信模式中的任一通信模式；第三确定单元1250，用于根据所述候选模式，确定每个D2D用户对匹配对应的原用户对时，每个D2D用户对的通信模式，以使匹配后的每个D2D用户对发送端到每个D2D用户对接收端进行通信，其中，每个D2D用户匹配到对应原用户对时，所有D2D用户对接收端和所有原用户对接收端的第二总吞吐量最大。优选的，所述获得单元，可以包括：接收子单元，用于接收所述至少一个D2D用户对发送端的通信请求；所述通信请求包括所述至少一个D2D用户对发送端的第一信道信息；检测子单元，用于检测所述至少一个原用户对发送端的第二信道信息，其中，所述原用户对为当前正在进行通信的蜂窝用户。优选的，所述计算单元具体用于，根据所述第一信道信息和所述第二信道信息，分别计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式下，每个D2D用户对发送端与所有原用户对中的每个原用户对发送端的总功率。优选的，所述计算单元，可以包括：第一计算子单元，用于计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式为复用模式时，每个D2D用户对发送端的第一发射功率，及每个原用户对发送端的第二发射功率；将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第一发射功率的和，作为第一总功率；第二计算子单元，用于计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式为专用模式时，每个D2D用户对发送端的第一发射功率，及每个原用户对发送端的第二发射功率，将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第二发射功率的和，作为第二总功率；第三计算子单元，用于计算每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时，在所述通信模式为蜂窝模式时，每个D2D用户对发送端的第一发射功率，及每个原用户对发送端的第二发射功率，将每个D2D用户对发送端的第一发射功率，与每个原用户对发送端的第一发射功率的和，作为第三总功率，其中，所述总功率包括：所述第一总功率、所述第二总功率及所述第三总功率。优选的，所述第一确定单元，可以包括：比较子单元，用于将所述第一总功率，所述第二总功率及所述第三总功率进行比较，确定所述第一总功率、所述第二总功率及所述第三总功率中的最大功率，并将所述最大功率作为第四总功率；第一确定子单元，用于根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为复用模式时，每个D2D用户对接收端与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第一吞吐量；第二确定子单元，用于根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为专用模式时，每个D2D用户对接收端与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二吞吐量；第三确定子单元，用于根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为蜂窝模式时，每个D2D用户对接收端与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第三吞吐量；其中，所述第一总吞吐量包括：所述第一吞吐量、所述第二吞吐量及所述第三吞吐量。优选的，所述第一确定子单元具体用于，根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在通信模式为复用模式时，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，及所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量；将所述通信模式为复用模式时的，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，与所述所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量的和作为第一吞吐量。优选的，所述第二确定子单元具体用于，根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在通信模式为专用模式时，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，及所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量；将所述通信模式为专用模式时的，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量的和作为第二吞吐量。优选的，所述第三确定子单元具体用于，根据所述第四总功率，确定每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对，且在所述通信模式为蜂窝模式时，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，及所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量；将所述通信模式为蜂窝模式时的，每个D2D用户对接收端的第一接收吞吐量，与所有原用户对中的每个原用户对接收端的第二接收吞吐量的和作为第三吞吐量。优选的，所述第三确定单元，包括：第四确定子单元，用于确定所述第一吞吐量、所述第二吞吐量及所述第三吞吐量中的最大吞吐量；第一处理子单元，用于当所述最大吞吐量为所述第一吞吐量时，将复用模式作为每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式；第二处理子单元，用于当所述最大吞吐量为所述第二吞吐量时，将专用模式作为每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式；第三处理子单元，用于当所述最大吞吐量为所述第三吞吐量时，将蜂窝模式作为每个D2D用户对组合所有原用户对中的每个原用户对时的候选模式；本发明实施例中，在保证了原用户对的最低信噪比时，同时为多个D2D用户对选择通信模式，保证多个D2D用户对接收端与原用户对接收端的接收到的吞吐量之和最大。同时，本发明实施例可以应用于异构网络中，提高了各异构网络的总吞吐量。对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。当前第1页1 2 3