基于信任度和物理距離的d2d通信節點成簇方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方法和裝置，所述方法包括：獲取第一用戶和第二用戶之間的物理距離；獲取第一用戶和第二用戶之間的信任度；根據所述第一用戶和第二用戶之間的物理距離以及所述第一用戶和第二用戶之間的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值，并由此得到小區內每兩個用戶之間的選擇概率值；根據所述小區內每兩個用戶之間的選擇概率值對小區內所有用戶進行D2D通信節點成簇。本發明實施例的方法和裝置給出了D2D通信領域中基于信任度和物理距離的成簇方法，有效的實現了系統吞吐量以及能效的提升。
【專利說明】基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方法和裝置
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種基于信任度和物理距離的D2D通信節點 成簇方法和裝置。
【背景技術】
[0002] D2D(Device to Device)通信廣泛應用于熱點區域服務，相鄰的用戶之間通常形 成D2D簇并進行通信。由于頻譜共享方式的不同，D2D通信有不同的工作模式。Over lay頻 譜共享方式為D2D通信預留專用的頻譜資源，而Underlay方式中D2D用戶在保證不干擾蜂 窩用戶通信的前提下復用蜂窩用戶的頻譜資源。由于D2D通信的設備大都是手持設備，這 些設備持有者之間的信任度對D2D通信也起到非常關鍵的作用。因此，在用戶設備間的D2D 通信中，需要考慮到用戶間的信任度對此不可或缺的影響。在與D2D簇的相關研究中，大都 考慮的是D2D簇場景下其他問題的探討，如功率分配、D2D和共道蜂窩傳輸的聯合預編碼策 略等，僅單純考慮物理距離相近的設備之間成簇并進行D2D通信的技術方案，但是未考慮 這些用戶是否有意愿協作或者直接簡單地假設所有用戶都愿意協作，這與實際情況是不相 符的。在已有的D2D簇的研究中，并未有對D2D設備持有者之間信任度及用于指示信任度 的信任度的具體研究報導，也鮮有文章比較具體地分析D2D通信節點成簇的增益。
【發明內容】
[0003] 本發明提供一種基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方法和裝置，適用于 Overlay和Underlay頻譜共享方式，以解決現有技術中對D2D通信節點成簇方法的研究均 未涉及D2D設備持有者之間信任度的技術問題。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供一種基于信任度和物理距離的D2D通信節點成 簇方法，包括：
[0005] 獲取第一用戶和第二用戶之間的物理距離；
[0006] 獲取第一用戶和第二用戶之間的信任度；
[0007] 根據所述第一用戶和第二用戶之間的物理距離以及所述第一用戶和第二用戶之 間的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值，并由此得到小區內每兩 個用戶之間的選擇概率值；
[0008] 根據所述小區內每兩個用戶之間的選擇概率值對小區內所有用戶進行D2D通信 節點成簇。
[0009] 進一步地，所述根據所述第一用戶和第二用戶之間的物理距離以及所述第一用戶 和第二用戶之間的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值包括：
[0010] 基于按照餐桌分配劃分顧客的中國餐館過程，根據所述第一用戶和第二用戶之間 的物理距離以及所述第一用戶和第二用戶之間的信任度計算所述第一用戶與所述第二用 戶之間的選擇概率值。
[0011] 進一步地，所述獲取第一用戶和第二用戶之間的物理距離包括：獲取第i個用戶 和第j個用戶之間的物理距離，并將其表示為d(i，j);
[0012] 所述獲取第一用戶和第二用戶之間的信任度包括：獲取第i個用戶和第j個用戶 之間的彳目任度，并將其表不為P(i，j)，其中P(i，j)e [0，1]。
[0013] 進一步地，所述根據所述第一用戶和第二用戶之間的物理距離以及所述第一用戶 和第二用戶之間的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值還包括：
[0014] 根據所述第i個用戶和第j個用戶之間的信任度P(i，j)計算第i個用戶和第j 個用戶之間的信任距離：S(i，j) = -log2p(i，j)，獲取每兩個用戶之間的信任距離所構成的 矩陣S;
[0015] 將第i個用戶選擇第j個用戶作為其D2D通信伙伴的概率表示為：
【權利要求】
1. 一種基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方法，其特征在于，包括： 獲取第一用戶和第二用戶之間的物理距離； 獲取第一用戶和第二用戶之間的信任度； 根據所述第一用戶和第二用戶之間的物理距離以及所述第一用戶和第二用戶之間的 信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值，并由此得到小區內每兩個用 戶之間的選擇概率值； 根據所述小區內每兩個用戶之間的選擇概率值對小區內所有用戶進行D2D通信節點 成簇。
2. 根據權利要求1所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方法，其特征在 于，所述根據所述第一用戶和第二用戶之間的物理距離以及所述第一用戶和第二用戶之間 的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值包括： 基于按照餐桌分配劃分顧客的中國餐館過程，根據所述第一用戶和第二用戶之間的物 理距離以及所述第一用戶和第二用戶之間的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之 間的選擇概率值。
3. 根據權利要求2所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方法，其特征在 于： 所述獲取第一用戶和第二用戶之間的物理距離包括：獲取第i個用戶和第j個用戶之 間的物理距離，并將其表示為d(i，j); 所述獲取第一用戶和第二用戶之間的信任度包括：獲取第i個用戶和第j個用戶之間 的?目任度，并將其表不為P(i，j)，其中P(i，j) e [〇，1]。
4. 根據權利要求3所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方法，其特征在 于，所述根據所述第一用戶和第二用戶之間的物理距離以及所述第一用戶和第二用戶之間 的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值還包括： 根據所述第i個用戶和第j個用戶之間的信任度P (i，j)計算第i個用戶和第j個用 戶之間的信任距離：s (i，j) = -Iog2P (i，j)，獲取每兩個用戶之間的信任距離所構成的矩陣 S ； 將第i個用戶選擇第j個用戶作為其D2D通信伙伴的概率表示為： (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個用戶所選擇的D2D通信伙伴，D為每兩個用戶之間的物理距離所構 成的矩陣，〇為所述中國餐館過程的標量參數，函數4(8(1，」)）的定義為： f2(s(i,j))=fa，'f d(l<j)-dm-(0, if d(i,j)>dmax d_為D2D通信節點間的最大物理距離。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇方 法，其特征在于： 所述第一用戶和第二用戶之間的信任度用于表示兩個用戶間文件和/或資源共享的 概率：當所述信任度越大時，兩個用戶間文件和/或資源共享的概率越大；反之，則兩個用 戶間文件和/或資源共享的概率越小； 所述方法同時適用于蜂窩網絡中的D2D Overlay頻譜共享方式和Underlay頻譜共享 方式。
6. -種基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇裝置，其特征在于，包括： 物理距離獲取單元，用于獲取第一用戶和第二用戶之間的物理距離； 信任度獲取單元，用于獲取第一用戶和第二用戶之間的信任度； 選擇概率值計算單元，用于根據所述物理距離獲取單元獲取的所述第一用戶和第二用 戶之間的物理距離以及所述信任度獲取單元獲取的所述第一用戶和第二用戶之間的信任 度，計算所述第一用戶與所述第二用戶之間的選擇概率值，并由此得到小區內每兩個用戶 之間的選擇概率值； 成簇單元，用于根據所述小區內每兩個用戶之間的選擇概率值對小區內所有用戶進行 D2D通信節點成簇。
7. 根據權利要求6所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇裝置，其特征在 于，所述選擇概率值計算單元用于： 基于按照餐桌分配劃分顧客的中國餐館過程，根據所述第一用戶和第二用戶之間的物 理距離以及所述第一用戶和第二用戶之間的信任度計算所述第一用戶與所述第二用戶之 間的選擇概率值。
8. 根據權利要求7所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇裝置，其特征在 于： 所述物理距離獲取單元用于：獲取第i個用戶和第j個用戶之間的物理距離，并將其表 示為 d(i, j); 所述信任度獲取單元用于：獲取第i個用戶和第j個用戶之間的信任度，并將其表示為 口(1，」），其中？(1，」）^[〇，1]。
9. 根據權利要求8所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇裝置，其特征在 于，所述選擇概率值計算單元用于： 根據所述第i個用戶和第j個用戶之間的信任度P (i，j)計算第i個用戶和第j個用 戶之間的信任距離：s (i，j) = -l〇g2p (i，j)，獲取每兩個用戶之間的信任距離所構成的矩陣 S ； 將第i個用戶選擇第j個用戶作為其D2D通信伙伴的概率表示為： , if i蚱 P(Ci=JlSjDja)=^ Sj^f2(SOJ))+α J^if2(s(i,j))+a' lf 其中，Ci表示第i個用戶所選擇的D2D通信伙伴，D為每兩個用戶之間的物理距離所構 成的矩陣，〇為所述中國餐館過程的標量參數，函數4(8(1，」)）的定義為： f2(s(i,j))=fa，lf d(l<j)-d?x (0, if d(i,j)>dmax d_為D2D通信節點間的最大物理距離。
10.根據權利要求6-9中任一項所述的基于信任度和物理距離的D2D通信節點成簇裝 置，其特征在于： 所述信任度獲取單元用于獲取的第一用戶和第二用戶之間的信任度用于表示兩個用 戶間文件和/或資源共享的概率：當所述信任度越大時，兩個用戶間文件和/或資源共享的 概率越大；反之，則兩個用戶間文件和/或資源共享的概率越小； 所述裝置同時適用于蜂窩網絡中的D2D Overlay頻譜共享方式和Underlay頻譜共享 方式。
【文檔編號】H04W8/14GK104320772SQ201410540028
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】王莉, 滿毅, 宋梅, 劉洋, 張勇, 滕穎蕾, 魏翼飛, 曹春艷 申請人:北京郵電大學