一种基于资源增量评估的终端直通资源分配方法与流程

本发明涉及5g通讯，尤其是涉及一种基于资源增量评估的终端直通资源分配方法。

背景技术：

1、d2d（device-to-device，终端直通）通信在5g系统中的应用越来越普及，随着用户终端的增长，将产生越来越多的d2d用户对（包括发射端和接收端）拥挤的情形，频谱资源将进一步紧缺。因此，在研究蜂窝d2d网络干扰协调的前提下进一步提高d2d用户对和蜂窝用户的频谱资源复用率，是解决频谱资源问题的有效途径。比较重要的研究方法有功率控制，干扰控制，以及动态资源分配等。在这几种方式中，干扰控制是核心，功率控制比较有效但会相应增加5g系统负荷，而动态资源分配则能够实时根据系统的资源余量对d2d用户对进行接入评估，进而保持系统处于不拥塞的状态，从而提升用户感知，是一种能够在不额外增加系统操作复杂度的同时改善频谱资源利用率的有效方式。

技术实现思路

1、本发明主要是解决现有通信中d2d用户对拥挤，频谱资源紧缺的问题，提供了一种基于资源增量评估的终端直通资源分配方法。

2、本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于资源增量评估的终端直通资源分配方法，包括以下步骤：

3、获取各d2d用户对当前时刻需要分配的资源块数量，计算其相对上一时刻的资源增量；

4、根据资源分配条件从d2d用户对中选取出可操作用户对；

5、根据可操作用户对与蜂窝用户间距离筛选出各可操作用户对的有效用户；

6、获取各d2d用户对之间的总干扰，在有效用户中选取被复用后资源块余量满足资源增量要求且满足干扰需求的蜂窝用户作为目标信道复用对象。

7、本发明从分析每个d2d用户对在不同时刻申请的业务速率入手，折算出其需要分配的资源增量；根据系统资源状态综合评估资源增量是否能满足需求；核算d2d用户对之间的干扰，以及与蜂窝用户间的干扰，并筛选出能够满足资源增量的蜂窝用户集；在用户集中选取能够满足干扰要求的目标蜂窝用户作为最终复用的用户，以达到在弱化干扰的同时能够最优地保证蜂窝用户和d2d用户对的感知，进而最大化提升5g系统的频谱资源利用率和系统性能。

8、作为一种优选方案，计算d2d用户对相对上一时刻资源增量，具体包括：

9、获取d2d用户对上一时刻复用蜂窝用户资源块数量，根据当前时刻需要分配的资源块数量与上一时刻复用蜂窝用户资源块数量的差值得到当前时刻d2d用户对资源增量。

10、d2d用户对上一时刻复用蜂窝用户资源块数量的信息可以通过系统记录的数据来获取。对于上一时刻复用蜂窝用户资源块的用户对，采用当前时刻需分配的资源块数量减去上一时刻复用蜂窝用户资源块数量得到当前时刻d2d用户对资源增量。

11、作为一种优选方案，所述的根据资源分配条件从d2d用户对中选取出可操作用户对，具体包括：

12、选取满足d2d用户对当前时刻需要分配的资源块数量不大于d2d用户对申请资源上限，且d2d用户对相对上一时刻资源增量不大于d2d用户对单次资源增量上限的d2d用户对，作为可操作用户对。

13、本步骤是对d2d用户对资源增量需求评估。所述的资源分配条件包括单个d2d用户对当前时刻需要分配的资源块数量不大于d2d用户对申请资源上限，且单个d2d用户对相对上一时刻资源增量不大于d2d用户对单次资源增量上限的d2d用户对，在同时满足上述两个条件表明d2d用户对的资源申请会得到满足，将这些d2d用户对作为可操作用户对，纳入d2d操作集。

14、作为一种优选方案，所述的根据可操作用户对与蜂窝用户间距离筛选出各可操作用户对的有效用户，具体包括：

15、对于可操作用户对，选取其与蜂窝用户间距离不小于距离参考值的蜂窝用户，作为可操作用户对的第一有效用户。

16、本方案中第一有效用户即有效用户，根据可操作用户对与蜂窝用户间距离筛选出各可操作用户对的第一有效用户。

17、作为一种优选方案，

18、计算任意d2d用户对计算其相对所有蜂窝用户距离数学期望值；

19、设定距离系数，将数学期望值与距离系数的乘积作为距离参考值。

20、其中数学期望值即为平均值，计算可操作用户对相对所有蜂窝用户距离的平均值，并乘以一个距离系数，获得用于和当前可操作用户与蜂窝用户间距离比较的基值即距离参考值。

21、作为一种优选方案，将可操作用户对在上一时刻复用资源的蜂窝用户作为第二有效用户。

22、本方案中第二有效用户即有效用户，优选的将可操作用户对在上一时刻复用资源的蜂窝用户即第二有效用户与可操作用户与蜂窝用户间距离不小于距离参考值的蜂窝用户即第一有效用户合并，共同作为当前可操作用户的有效用户。

23、作为一种优选，所述的计算各d2d用户对之间的干扰，具体包括：

24、设定d2d发射功率，d2d链路的路损常量和路损系数；

25、根据各d2d用户对之间距离，计算各d2d用户对之间链路损耗，链路损耗为路损常量加上路损系数与两个d2d用户对之间距离对数函数的乘积；

26、计算各d2d用户对之间的干扰，为d2d链路发射功率与各d2d用户对之间链路损耗的差值；

27、设定玻尔兹曼常数，开氏温度，子载波数，子载波带宽，将玻尔兹曼常数，开氏温度，子载波数，子载波带宽的乘积进行信号强度转换，获得高斯白噪声功率谱密度；

28、计算白噪声背景下各d2d用户对之间的总干扰。

29、作为一种优选方案，设定干扰门限，对于第二有效用户，获取其被资源复用的其他d2d用户对；

30、将第二有效用户占用资源块减去被资源复用的资源块总和，得到被复用后资源块余量；

31、将资源块余量不小于资源增量且总干扰不大于干扰门限的第二有效用户作为可操作用户对最终有效用户。

32、本方案中与干扰门限进行比较的总干扰为可操作用对与其他d2d用户对之间总干扰。

33、作为一种优选方案，对于第一有效用户，获取其被资源复用的d2d用户对；

34、将第一有效用户占用资源块减去被资源复用的资源块总和，得到被复用后资源块余量；

35、将资源块余量不小于可操作用户对需要分配资源块数量且总干扰不大于干扰门限的第一有效用户作为可操作用户对最终有效用户。

36、本方案对于第一有效用户，获取其被资源复用的所有d2d用户对，将其他d2d用户对复用当前有效用户资源复用的的资源块数量加总，用当前有效用户占用资源块减去被资源复用的资源块数量总和，得到当前有效用户被复用后资源块余量。对于第一有效用户资源增量要求为资源块余量不小于可操作用户对需要分配资源块数量，满足干扰需求为可操作用户对与有效用户被资源复用的d2d用户对之间的总干扰不大于干扰门限。将满足以上两个条件的有效用户作为可操作用户对最终有效用户。

37、作为一种优选方案，若存在最终有效用户，则从中选取最小总干扰对应的最终有效用户作为最终目标资源复用对象；若不存在最终有效用户，本次可操作用户对的资源增量申请被拒绝。

38、作为一种优选方案，根据各d2d用户对业务信息计算单资源块承载能力以及当前时刻需要分配的资源块数量。

39、作为一种优选方案，d2d用户对业务信息包括d2d用户对当前时刻误码率、业务信噪比。

40、根据业务信噪比计算十进制业务信噪比，根据误码率计算误码率转换值；将十进制业务信噪比与误码率转换值相除加一后求对数，获得综合过程量；

41、设定单资源块占用子载波数、子载波带宽，计算资源块带宽：子载波数*子载波带宽/1024；

42、将资源块带宽与综合过程量相乘得到单资源块承载能力；

43、设定d2d用户对当前时刻申请业务速率；

44、将d2d用户对申请业务速率与单资源块承载能力相除后取整，获得当前时刻需要分配的资源块数量。

45、因此，本发明的优点是：从分析每个d2d用户对在不同时刻申请的业务速率入手，折算出其需要分配的资源增量；根据系统资源状态综合评估资源增量是否能满足需求；核算d2d用户对之间的干扰，以及与蜂窝用户间的干扰，并筛选出能够满足资源增量的蜂窝用户集；在用户集中选取能够满足干扰要求的目标蜂窝用户作为最终复用的用户，以达到在弱化干扰的同时能够最优地保证蜂窝用户和d2d用户对的感知，进而最大化提升5g系统的频谱资源利用率和系统性能。