1.一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法,其特征在于,网络拓扑包括至少一个D2D对、一个中继DR和多个蜂窝上行链路用户,D2D通信的数据传输分为两时隙:在第一时隙中,D2D用户Da和D2D用户Db分别向中继DR发送数据包Sa和Sb,然后在第二个时隙内,中继DR对接收到的两个数据包进行异或网络编码操作,并广播编码后的数据包;
在第一个时隙中,从Dj到DR传输所需的时间Tj,r: 其中,Sj为D2D用户Dj传输的数据包,j=a,b,Rj,r表示D2D用户Dj到中继DR的数据包传输速率,第一个时隙传输数据包所需的时间 采用穷尽搜索的算法,求出网络编码传输周期中,传输数据包所需的最少时间tmin;
在第二个时隙中,中继DR和D2D用户Dj之间的链路的数据传输速率Rr,j:其中,B为带宽,当DR复用第i个子信道时 否则 是
第i个子信道被分配给中继DR时,从DR到Dj的信噪比SINR,n为蜂窝上行链路子信道总数;从DR到Dj传输所需要的时间 当Sa≥Sb时,M=Rr,a,否则,M=Rr,b;因此,网络编码传输周期中,Da和Db之间数据交换的总时间T为:
2.根据权利要求1所述的一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法,其特征在于,在保证蜂窝上行链路用户的服务质量QoS要求的情况下,最小化每个网络编码传输周期中的D2D通信所需要的时间,为此将无限资源管理作为一个优化问题,该优化问题被建模如下:OPT:arg minT
s.t.
其中, 表示Dj复用第i个蜂窝上行链路用户的链路资源时Dj的发送功率, 表示DR复用第i个蜂窝上行链路用户的链路资源时DR的发送功率, 分别是Da和Db的子信道分配的指标;当Dj复用第i个蜂窝上行链路用户的链路资源时 否则 是Dj满足信噪比SINR需求的最小传输功率,pmax是D2D用户利用的最大传输功率,vi是第i个蜂窝上行链路用户的服务质量QoS要求, 表示第一个时隙中,复用第i个蜂窝上行链路用户资源时的数据包传输速率, 表示第二个时隙中,复用第i个蜂窝上行链路用户资源时的数据包传输速率。
3.根据权利要求2所述的一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法,其特征在于,网络编码传输周期中的两个时隙是相互独立的,因此所述优化问题被分成两个子问题,第一个时隙为OPT1,第二个时隙为OPT2,其中,OPT1如下:其中, 表示D2D用户Da到中继DR的路径增益, 表示D2D用户Db到中继DR的路径增益,表示第c个蜂窝上行链路用户到中继DR的路径增益,N0表示信道噪声, 表示蜂窝上行链路用户在第一个时隙的功率。
4.根据权利要求3所述的一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法,其特征在于,采用穷尽搜索的算法计算OPT1,具体如下:设n个蜂窝上行链路用户共有K个子信道,n=K,每个蜂窝上行链路用户一一对应1个子信道,设第i个子信道被分配给第i个蜂窝上行链路用户Ci;
步骤A、当D2D用户Da复用第i个蜂窝上行链路用户Ci,即: 计算出Da向中继DR传输数据包所需时间 然后D2D用户Db依次复用第q个蜂窝上行链路用户Cq,计算出用户Db向中继DR传输数据包所需时间 1≤q≤n且q≠i,q为整数,然后求出 为 中的最小值,再求出 为 和 中的最大值;
步骤B、求出tmin,tmin为 中的最小值,tmin即为OPT1。
5.根据权利要求4所述的一种蜂窝网络中基于网络编码的D2D通信方法,其特征在于,n=100。