1.一种D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤101：利用时间反演技术分别对蜂窝用户和D2D用户执行信道签名设计，分别获得蜂窝用户信干噪比和D2D用户信干噪比；

步骤102：根据所述蜂窝用户信干噪比和所述D2D用户信干噪比，得到蜂窝用户的吞吐量和复用蜂窝用户链路资源的D2D用户对的吞吐量；从而得到系统总的吞吐量；

步骤103：以步骤102所述的系统总的吞吐量为目标，根据蜂窝用户频谱资源复用关系、蜂窝用户信干噪比门限以及D2D用户对信干噪比门限实现系统容量最大化；即通过采用斯塔克尔伯格Stackelberg博弈模型，得到频谱资源复用的成本；采用斯塔克尔伯格Stackelberg博弈模型确定蜂窝用户的最优价格；利用斯塔克尔伯格Stackelberg博弈模型确定D2D用户的最优发射功率；根据D2D用户容量增益的规划目标，采用容量增益区域限制机制为D2D用户对分配蜂窝用户链路资源，为空闲蜂窝用户分配D2D用户对，实现最大化系统容量，具体包括：

以最大化系统容量为优化目标，满足频谱资源复用及蜂窝用户和D2D用户信干噪比门限为约束条件，使得系统容量最大；也即所述约束条件为：

其中，xi,j表示D2D用户对复用蜂窝用户频谱资源的状态，蜂窝用户数和D2D用户对数分别为K，D，且K＞D，K＝{Ci}表示蜂窝用户集合，D＝{Dj}表示D2D用户对数集合，表示第i个蜂窝用户在基站接收端SINR，表示第j对D2D用户在接收端的SINR； 表示蜂窝用户信干噪比门限， 表示D2D用户对信干噪比门限。

2.根据权利要求1所述的D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述步骤101利用时间反演技术分别对蜂窝用户和D2D用户执行信道签名设计包括：基站端利用导频信号进行信道探测；发送信号通过时间反演镜执行信道签名；具体包括：基站端利用导频信号即直接序列扩频信号进行信道探测，获取信道冲击响应，得到信道冲击响应的时间反演共轭形式；利用信道冲击响应的时间反演的共轭形式作为时间反演处理器的传输函数；设定蜂窝用户发送信号到基站接收端的时间反演镜为 设定D2D用户发送信号到基站接收端的时间反演镜为 根据所述蜂窝用户发送信号到基站接收端的时间反演镜 定义蜂窝用户的信道签名设计，根据所述D2D用户发送信号到基站接收端的时间反演镜为 定义D2D用户的信道签名设计；

所述蜂窝用户的信道签名设计包括：

其中*表示共轭， 表示第i个蜂窝用户到基站归一化时间反演波形即信道签名，表示第i个蜂窝用户到基站具有长度l的信道延迟分布响应， 表示第i个蜂窝用户发送的符号序列{X(k)}到基站的信道延迟分布响应，L表示信道长度；

所述D2D用户的信道签名设计包括：其中， 表示第j个D2D发送用户到接收用户的归一化时间反演波形即信道签名，表示第j个D2D发送用户到接收用户具有长度l的信道延迟分布响应，表示第j个D2D发送用户的符号序列{X(k)}到接收端的信道延迟分布响应。

3.根据权利要求1所述的D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述步骤101中分别获得蜂窝用户信干噪比和D2D用户信干噪比包括以下步骤：引入资源复用矩阵H＝[xi,j]K×D，根据所述资源复用矩阵来区分D2D用户对复用蜂窝用户频谱资源的状态，根据所述D2D用户对复用蜂窝用户频谱资源的状态对应不同的蜂窝用户信干噪比和D2D用户信干噪比；其中，当xi,j＝1时：第i个蜂窝用户在基站接收端SINR和第j对D2D用户在接收端的SINR分别为：

当xi,j＝0时，第i个蜂窝用户在基站接收端SINR为：其中，xi,j表示D2D用户对复用蜂窝用户频谱资源的状态，若xi,j＝1，表示D2D用户对复用蜂窝用户频谱资源；若xi,j＝0，表示D2D用户对未复用蜂窝用户频谱资源； 表示在D2D用户复用蜂窝用户频谱资源情况下蜂窝用户信干噪比， 表示D2D用户复用蜂窝用户频谱资源时信干噪比； 表示未被D2D用户复用情况下蜂窝用户SINR；其中，表示第i个蜂窝用户的发送功率，如果蜂窝用户k≠i， 表示第k个蜂窝用户发送功率，表示第j对D2D用户的发送功率，如果D2D用户对k≠j， 表示第k对D2D用户发送功率；

表示第i个蜂窝用户到基站的时间反演信道签名； 表示第k个蜂窝用户到基站时间反演信道签名； 表示第j对D2D用户时间反演信道签名矩阵； 表示第k对D2D用户时间反演信道签名；其中 上标H表示上述对应信道签名矩阵共轭转置；

表示第i个蜂窝用户到基站所形成信道拓普利兹矩阵， 表示第i个蜂窝用户到基站所形成信道拓普利兹矩阵的第L行向量；且基站接收到的加性高斯白噪声均值为0，方2

差为σ，第i个蜂窝用户到基站信道协方差矩阵表示为 第i个蜂窝用户到基站信道自相关矩阵为 表

示第i个蜂窝用户到基站产生码间干扰信道协方差矩阵， 表示D2D干扰用户到基站信道协方差矩阵， 表示除发送用户之外其他干扰用户到基站信道协方差矩阵；其中上标H表示共轭转置，同理 分别表示第j对D2D用户之间信道自相关矩阵，第j对D2D用户之间码间干扰信道协方差矩阵，除发送D2D用户之外其他干扰用户到第k对接收用户信道协方差矩阵，蜂窝用户到第j对D2D接收用户干扰信道协方差矩阵。

4.根据权利要求3所述D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述蜂窝用户信干噪比和所述D2D用户信干噪比的规范定义简化式分别如下：当xi,j＝1时：第i个蜂窝用户在基站接收端SINR和第j对D2D用户在接收端的SINR分别为：

当xi,j＝0时：第i个蜂窝用户在基站接收端SINR简化如下为：其中，上标T表示转置，Φ为串扰矩阵，如果蜂窝用户k≠i，表示小区其他蜂窝 用户对发送用 户i的干扰 ，如果蜂窝用 户k＝i ，则Pct表示蜂窝用户发送功率矩阵，Pdt表示D2D用户发送功率矩阵；A表示D2D用户对蜂窝用户产生的干扰，其取值为 定义蜂窝用户i的对角矩阵为 定义D2D用户j的对角矩阵为表示蜂窝用户对D2D接收用户的同层干扰矩阵；如果D2D用户对k≠j，则串扰矩阵 表示小区内其他D2D用户对发送用户的干扰；如果D2D用户对k＝j， 表示D2D发送用户之间的码间干扰。

5.根据权利要求1所述的一种D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述步骤102根据所述蜂窝用户信干噪比和所述D2D用户信干噪比，得到蜂窝用户的吞吐量和复用蜂窝用户链路资源的D2D用户对的吞吐量；从而得到系统总的吞吐量包括：系统内蜂窝用户和复用蜂窝用户链路资源的D2D用户对总的吞吐量分别如下：则系统总的吞吐量表示为：

RS＝RC+RD

其中，RC表示蜂窝用户的吞吐量，RD表示复用蜂窝用户链路资源的D2D用户对的吞吐量，RS表示系统总的吞吐量，也即是系统容量；xi,j表示D2D用户对复用蜂窝用户频谱资源的状态，蜂窝用户数和D2D用户对数分别为K，D，且K＞D，K＝{Ci}表示蜂窝用户集合，D＝{Dj}表示D2D用户对数集合， 表示第i个蜂窝用户在基站接收端SINR， 表示第j对D2D用户在接收端的SINR；

6.根据权利要求1所述的D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述通过采用斯塔克尔伯格Stackelberg博弈模型，得到频谱资源复用的成本包括：在时间反演上行传输系统中，考虑Stackelberg博弈机制；蜂窝用户决定频谱复用的价格，D2D用户对决定可实现发送功率的大小，通过自适应调整Stackelberg博弈中频谱复用的成本来完成调度任务；利用Stackelberg博弈方法，通过考虑系统吞吐量及干扰问题，确定蜂窝用户的最优价格 及D2D用户对决定最优发送功率其中，蜂窝用户视为领导者，D2D用户对视为追随者。

7.根据权利要求1所述的D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述根据D2D用户容量增益的规划目标，采用容量增益区域限制机制为所述D2D用户对分配蜂窝用户链路资源包括以下步骤：步骤103A：匹配所有可能配对的蜂窝用户Ci和D2D用户对Dj，形成序列(Ci,Dj)；

步骤103B：以D2D用户对Dj为圆心，根据容量增益生成一个以rj为半径的圆形容量增益区域；

步骤103C：根据第j对D2D用户对使用第i个蜂窝用户的频谱优先级，将D2D用户对的频谱资源调用；按照D2D调度优先级，对匹配的蜂窝用户和D2D 用户对序列降序排列并调度，移除匹配通信对；

所述容量增益表示为：

其中， 表示第i个蜂窝用户的链路资源未被D2D复用时的信干噪比；

所述容量增益区域为一个以rj为半径，以第j对D2D用户对发送端为圆心的圆形容量增益区域，表示为：

其中，Ci表示第i个蜂窝用户，Dj表示第j对D2D用户对； 表示基站与D2D用户对发送端之间瑞利分布衰落增益， 表示蜂窝用户的损耗指数， 表示第j对D2D用户的发送功率， 表示第i个蜂窝用户发送功率，定义蜂窝用户i对角矩阵为定义D2D用户j的对角矩阵 Pct表示蜂窝用户发送功率矩阵，Pdt表示D2D用户发送功率矩阵；A表示D2D用户对蜂窝用户产生的干扰，其取值为表示蜂窝用户对D2D接收用户的同层干扰矩阵；Φ为串扰矩阵，如果蜂窝用户k≠i， 表示小区其他蜂窝用户对发送用户i的干扰，如果蜂窝用户k＝i，则

表示小区内其他D2D用 户对发送 用户的干扰 ；如果D2D 用户对k＝ j，表示D2D发送用户之间的码间干扰，基站接收到的加性高斯2

白噪声均值为0，方差为σ；

所述根据第j对D2D用户对使用第i个蜂窝用户的频谱优先级，将D2D用户对的频谱资源调用包括：所述D2D用户对根据优先级的顺序调度容量增益限制区域外的蜂窝用户包括：在当前的传输时间间隔TTI内，第j对D2D用户对复用第i个蜂窝用户的频谱，在下一个TTI，第j对D2D用户对使用第i个蜂窝用户的频谱的频谱优先级表示为：其中，成本cj(t)为： ω表示调度系数， 表示D2D用户对的频谱效用函数， 表示蜂窝用户的在τ时刻的最优价格， 表示D2D用户对的在τ时刻的最优发送功率。

8.根据权利要求1所述的D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述根据D2D用户容量增益的规划目标，采用容量增益区域限制机制为D2D用户对分配蜂窝用户链路资源包括：根据不同D2D用户复用蜂窝链路资源复用的公平性需求，利用资源复用的参数门限限制所述D2D用户对复用蜂窝链路资源的数目，按照D2D用户容量增益，为D2D用户分配蜂窝用户链路资源；

其中，定义每对D2D用户对资源复用的参数为 的数值大小表示D2D用户复用蜂窝链路资源的数目，所述 的数值必须满足一定地门限值以保证系统内D2D通信用户对资源复用的公平性，所述资源复用的参数门限THr表示为： 其中，K为小区内蜂窝用户的数目，D为小区内D2D用户对的数目，κ为校正因子。

9.根据权利要求1所述的D2D通信网络中基于信道签名的资源调度优化方法，其特征在于，所述采用容量增益区域限制机制包括：根据蜂窝用户到基站的距离大小设定距离优先级；距离基站越近，蜂窝的距离优先级越高；

为空闲蜂窝用户制定选择规则；为空闲的蜂窝用户选择对所述空闲的蜂窝用户干扰最小的D2D用户对包括：对于未被复用的蜂窝用户选择理想的D2D用户对；则空闲蜂窝用户根据所述距离优先级选择D2D用户对，所述选择D2D用户对的规则表示为其中，argmin[·]表示·取得最小值时自变量的取值，表示基站与D2D用户对 之间的信道增益， 表示基站与D2D用户对发送端路径增益常数， 表示基站到D2D用户对发送端距离， 表示蜂窝用户候选D2D通信对集合，Dj表示D2D用户；

D2D用户对复用蜂窝用户链路资源的复用参数则增加为： 当 值增加到等于D2D用户对资源复用门限THr时，将此时的D2D用户对从集合 中移除，表示为：