CN104010293A - 基于物理层安全的接入准则的d2d用户配对方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法，其包括下步骤：步骤一，蜂窝小区内有用户向基站请求资源；步骤二，判断蜂窝小区内是否存在缓存相应资源的用户；步骤三，基站在单独占有一个频段的上行资源传输用户中选择信道信息最好的用户；步骤四，基站要求用户上报所有信道信息；步骤五，基站获取步骤四相应用户的所有信道信息；步骤六，根据设定的接入准则，判断步骤五的信道信息满足条件；步骤七，基站筛选出总速率取到最大值的候选者为D2D传输用户；步骤八，D2D链路无法建立，基站传输资源给请求用户；步骤九，基站根据步骤七为请求用户建立D2D链路。本发明能减小D2D用户与蜂窝用户之间的相互干扰。

Description

基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法

技术领域

本发明涉及一种D2D(Device-to-Device，终端与终端)用户配对方法，特别是涉及一种基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法。

背景技术

蜂窝网络控制的D2D通信，是LTE-A中提出的一种技术，它是指在蜂窝的控制下，终端与终端之间直接建立链路，进行通信。D2D通信链路的频段通常分为三种情况：一、D2D链路复用某蜂窝网络用户的频段进行信息的传输；二、D2D链路享受单独的频段进行信息的传输；三、D2D链路与蜂窝网络用户分享属于蜂窝网络用户的频段进行信息的传输。D2D链路复用蜂窝网络用户频段的模式受到了最多的关注。这是由于它可以有效地提高蜂窝频谱的利用率，提升系统的吞吐率，降低终端发射功率，可以在一定程度上缓解频谱资源的日益紧张的问题。然后由于D2D链路与蜂窝链路传输公用同一段频谱，这导致D2D传输的信号与蜂窝信号成为了彼此终端的干扰。因此，围绕蜂窝网络下的D2D通信的干扰管理问题的研究成为D2D的研究热点。国内外的学者基于功率控制策略，传输资源频段分配策略等等方面，或进行蜂窝网络用户的干扰抑制，或进行D2D用户的干扰抑制，或者两者干扰抑制同时进行，已经在这方面取得了明显的成就，成功使D2D适用于基本的蜂窝网络。而后，D2D的研究延伸到关于D2D作为中继或者MIMO(Multiple Input Multiple Output，多天线输入多天线输出)多天线输入多天线输出系统等更多系统的干扰管理。同时，与之相关的D2D用户的配对，以及D2D对与蜂窝网络用户配对的原则等。

第一种现有技术公开了一种基于链路比的D2D链路频谱分配方法，该技术公开了一种基于距离比的D2D链路频谱分配方法，在一个小区内选择一条利用小区上行链路进行通信的D2D链路，首先先在该小区符合距离比条件的基站用户，并将该基站用户的频谱资源与D2D链路进行共享；如果不能共用频谱，在为该D2D链路单独划分频谱。通过以上方法，本发明解决了D2D系统中的干扰问题，从而获得容量提升，保证可靠的D2D通信，同时简化了D2D链路频谱选择标准。该技术包括以下步骤：

(1.1)在一个小区内选择一条D2D链路，该D2D链路利用小区上行链路进行通信；

(1.2)通过如下步骤选择小区内符合条件的基站用户：

先设定一个门限值φ_th，使：

$\frac{P_{D_T{D}_R}}{P_{C_T{D}_R}}>{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{th}}---\left(1\right)$

其中，C_T代表D2D链路上的接收用户且R＝1,2，D_T代表D2D链路上的发送用户且T＝1,2，因此表示接收用户的有用信号功率，表示接收到的基站用户的干扰功率；

由(1)式得到(2)式：

$\frac{d_{C_T{D}_R}}{d_{C_{T}B}}>{\left(\frac{{\mathrm{\φ}}_{\mathrm{th}}\·P_{C_{T}B}}{P_{D_T{D}_R}}\right)}^{\frac{1}{\mathrm{\α}}}---\left(2\right)$

根据(2)式选择基站用户，若选择出至少一个满足(2)式条件的基站用户，则进入下一步，反之则为该D2D链路分配其专用的频谱资源，其中B代表基站，表示基站用户到接收用户的距离，表示基站用户到基站的距离，表示基站用户的有用信号功率，表示路径损耗指数；

(1.3)选择D2D链路的通信频谱，其主要实现方法如下：选择出满足条件的基站用户后判断每个基站用户是都单独使用一个频谱资源，若至少一个基站用户是单独使用一个频谱，则排除已和其他D2D链路提供其专用频谱资源选择出满足条件的候选基站，并进入下一步，反之则为该D2D链路提供其专用频谱资源；计算候选基站用户中每个基站用户到两个D2D接收用户距离之和与到基站距离的比值A_k，其中K为正整数切K不大于候选基站用户数目；

根据每一个候选基站相对应的比值，选出满足条件(3)式的基站用户，让该D2D链路共享选中的基站用户的频谱。：

$A=\underset{C_k}{\max }\left(A_k\right)---\left(3\right)$

上述第一种现有技术存在以下缺点：在进行基站用户与D2D用户匹配时只考虑D2D单方的信干噪比，并没有考虑基站用户的服务质量，但是相对于D2D，作为蜂窝网络的一个可选择的通信方式，基站用户应该具备更高的优先权。科技发达的现代社会，也是一个信息爆炸的时代，移动通信等信息被窃听的事件已经屡见不鲜，信息安全在当代是必须解决的问题。D2D用户与蜂窝用户复用同一段频谱，很有可能存在一种情况，即D2D用户是窃听者，窃听蜂窝用户的信息。因此在将蜂窝用户与D2D用户配对时必须保证蜂窝用户信息的物理层安全。而此技术方案并没有考虑物理层安全的问题。大尺度衰落信息并不能完全地代表信道信息，第一种现有技术所采用的技术方案具有片面性。

第二种现有技术公开了一种基于基站定位的D2D用户对复用蜂窝用户资源的方法，该技术的一对D2D用户复用一个蜂窝用户资源，要么会对此正常通信的蜂窝用户产生很大干扰(当两者距离较远时)，要么选择资源复用用户的算法会很复杂，而选择多个蜂窝用户进行资源复用时，一般选择方法都是指数复杂度。所以该发明提出一中基于用户位置为D2D用户选择多个复用资源的蜂窝用户的方法。这种方法能在很大程度上降低基站端为D2D用户对选择多个复用资源的蜂窝用户的算法复杂度，并能有效抑制D2D用户对和蜂窝用户之间的干扰。本发明的基本原理是：基站通过对其服务的用户进行定位，为D2D用户对选择距离最远的多个蜂窝用户的资源进行复用。第二种现有技术包括以下步骤：

(2.1)蜂窝用户和D2D用户向基站反馈信道信息。也有可能只有蜂窝用户向基站反馈信道信息，这个具体的系统架构相关。

(2.2)基站通过定位算法确定D2D用户对和各蜂窝用户的位置。可以使通过全球定位系统(Global Position System，GPS)或者普通的基站定位算法进行定位。并存储这些用户的位置。

(2.3)基站先根据蜂窝用户反馈的信道信息采用传统的调度算法为它们分配资源。然后基站为每对D2D用户选择他最远的K个蜂窝用户作为其复用资源的对象。

(2.4)基站根据蜂窝用户分配的资源和D2D用户对选择其共享资源的方案，对D2D用户对和蜂窝永固进行功率分配。使用合适的功率控制方案进一步减小D2D用户对喝监察用户之间的干扰。

第二种现有技术存在以下缺点：第二种现有技术的方案中，信道信息仅仅考虑由距离引起的大尺度衰落，而忽略了小尺度衰落信息。这并不符合实际情况中的信道信息。与D2D对配对的蜂窝用户的选择方式为选择与D2D用户距离最远的蜂窝用户。这个选择方法没有考虑蜂窝用户的保密容量，因此无法保证蜂窝用户的信息的安全性。

当用户向基站申请资源时，蜂窝中存在可以缓存有相应资源的移动终端，基站就会考虑为请求用户建立D2D链接。但是D2D通信的建立会涉及到如何选择D2D传输用户的问题。同时，由于复用频谱而产生的相互干扰对蜂窝通信和D2D通信的质量都会造成的影响。由于D2D通信与蜂窝通信复用频谱更存在着D2D用户窃听蜂窝用户信息的安全隐患。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法，其能减小D2D用户与蜂窝用户之间的相互干扰，保证蜂窝用户的服务质量以及蜂窝用户传输的信息安全，从而提升系统的总容量，保障系统安全通信。

根据本发明的一个方面，提供一种基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，蜂窝小区内有用户向基站请求资源；

步骤二，通过基站检测判断蜂窝小区内是否存在缓存相应资源的用户，如果存在符合要求的用户，则执行步骤三；如果不存在符合要求的用户，则执行步骤八；

步骤三，基站在单独占有一个频段的上行资源传输用户中选择信道信息最好的用户，命令即将建立的D2D链路与已选择的用户共享频段；

步骤四，基站向缓存有相应资源的所有用户发送信令，要求用户上报所有信道信息；

步骤五，基站获取步骤四相应用户的所有信道信息；

步骤六，根据设定的接入准则，判断步骤五的信道信息满足条件；如果满足条件，基站计算出信道信息满足条件的用户集合，作为发射用户候选者；如果不满足条件，即当基站无法获得满足所设定接入准则的用户时，执行步骤八；

步骤七，基站从发射用户候选者筛选出总速率取到最大值的候选者为D2D传输用户；

步骤八，D2D链路无法建立，基站传输资源给请求用户；

步骤九，基站根据步骤七为请求用户建立D2D链路，D2D传输用户得到利益补偿。

优选地，所述基站具有小区中各个用户缓存资源的信息，基站检测到小区中存在一部分用户缓存相应的资源，那么基站首先选择为请求用户建立D2D链接，传输资源。

优选地，所述接入准则以蜂窝用户速率的服务质量和蜂窝用户的最大泄露速率为基准，通过寻找符合条件的信道信息来找到合适的传输用户，蜂窝用户的泄露速率是本发明的定义，设定为蜂窝用户的信息通过蜂窝用户与D2D接收用户之间的信道而传送到D2D接收用户的信息速率，如果D2D接收用户恶意窃听蜂窝用户的信息，那么泄露速率即为D2D用户的窃听速率，蜂窝用户的服务质量通过给予传输速率一个最小阈值限制来保证，同时限制蜂窝用户泄露速率的上界设定为Rt，满足接入的传输用户必须满足以下条件的式子：

$\left\{\begin{array}{c}\log (1+\frac{h_B{P}_C}{h_{\mathrm{BL}}{P}_D+N_0})\≥R_{\mathrm{th}}\\ \log (1+\frac{h_{\mathrm{BK}}{P}_C}{h_{\mathrm{KL}}{P}_D+N_0})\≤R_t\end{array}\right.$

其中，h_B表示蜂窝用户与基站之间的传输信道增益；h_BL表示D2D传输用户与基站之间形成的干扰信道增益；h_BK表示蜂窝用户与D2D接收用户之间形成的干扰信道增益，h_KL表示D2D信道增益；N₀表示噪声功率，P_C表示蜂窝信号的发射功率，P_D表示D2D信号的发射功率。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：(1)本发明首先合理地解决了D2D链路与蜂窝相互干扰的问题。本发明为蜂窝用户的传输速率设定一个最小阈值Rth，为泄露到D2D接收者的蜂窝信息速率设定了一个最大阈值Rt，只有满足此条件的用户才能成为D2D的候选发射用户。最小蜂窝传输速率的限制可以保证蜂窝用户的服务质量，减小D2D信号对蜂窝用户的干扰，保证了蜂窝用户信号的正常通信。而最大蜂窝泄露速率的限制则达到抑制蜂窝信号对D2D接收者的干扰来维持D2D正常通信的目的。(2)本发明首先消除了潜在的蜂窝用户信息被D2D接收者窃听的危机。D2D链路与蜂窝用户复用同一段频谱，并且可以接收到蜂窝用户信息，而D2D接收者存在可能性窃听蜂窝用户信息。这样增加了蜂窝用户信息泄露的可能性。因此，本发明为蜂窝信息的泄露速率添加一个最大值限制Rt，减小了信息的泄露容量。同时保证蜂窝用户最小速率Rth高于泄露速率最大值Rt，这样使得蜂窝用户信息的安全容量大于0，增加了蜂窝信息安全的保证。(3)本发明为D2D接收者和发送者的配对提供了一个运算简洁的接入准则。在蜂窝小区中会存在一部分用户缓存有目标D2D接收用户所请求的内容，因此基站需要快速得计算出最合适与D2D接收用户配对的用户。通过加入 $\log (1+\frac{h_B{P}_C}{h_{\mathrm{BL}}{P}_D+N_0})\≥R_{\mathrm{th}},$ $\log (1+\frac{h_{\mathrm{BK}}{P}_C}{h_{\mathrm{KL}}{P}_D+N_0})\≥R_t$ 两个条件的限制，在蜂窝用户与基站之间和接收用户与蜂窝用户之间信道信息h_B，h_BK已知的前提下，为D2D发射用户的候选者提供了接入准则的算法。基站计算出使即时信道信息满足两个不等式条件的蜂窝用户的集合，设定为候选者集合，计算方便快捷。接着在候选者集合中，利用公式基站选择可以使蜂窝链路和D2D链路总速率最大的用户为D2D发送用户。这样的选择有效地增大了系统的吞吐率。(4)本发明的提供的接入准则计算方便快捷，而且考虑全面，有效地提高了整个蜂窝的服务质量和系统总的吞吐率，同时为基站提供了是否建立D2D连接的衡量标准。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法的系统流程图。

图2为用户K向基站发送信令请求传输资源的示意图。

图3为D2D链路与蜂窝链路间的相互干扰的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法包括以下步骤：

步骤一，蜂窝小区内有用户向基站请求资源；基站具有小区中各个用户缓存资源的信息，基站检测到小区中存在一部分用户缓存相应的资源，那么基站首先选择为请求用户建立D2D链接，传输资源。

步骤二，通过基站检测判断蜂窝小区内是否存在缓存相应资源的用户，如果存在符合要求的用户，则执行步骤三；如果不存在符合要求的用户，则执行步骤八；

步骤三，基站在单独占有一个频段的上行资源传输用户中选择信道信息最好的用户，命令即将建立的D2D链路与已选择的用户共享频段；

步骤四，基站向缓存有相应资源的所有用户发送信令，要求用户上报所有信道信息，相应的用户将信道检测信息上传给基站；

步骤五，基站获取步骤四相应用户的所有信道信息；

步骤六，根据设定的接入准则，判断步骤五的信道信息满足条件；如果满足条件，基站计算出信道信息满足条件的用户集合，作为发射用户候选者；如果不满足条件，即当基站无法获得满足所设定接入准则的用户时，执行步骤八；基站基于以下的接入准则，根据用户上报的信道信息，筛选出满足接入准则的用户成为D2D的发射用户候选者；其中，接入准则以蜂窝用户速率的服务质量和蜂窝用户的最大泄露速率为基准，通过寻找符合条件的信道信息来找到合适的传输用户，蜂窝用户的泄露速率是本发明的定义，设定为蜂窝用户的信息通过蜂窝用户与D2D接收用户之间的信道而传送到D2D接收用户的信息速率，如果D2D接收用户恶意窃听蜂窝用户的信息，那么泄露速率即为D2D用户的窃听速率，蜂窝用户的服务质量通过给予传输速率一个最小阈值限制R_th来保证，同时限制蜂窝用户泄露速率的上界设定为R_t来避免蜂窝用户传输信息遭到D2D接收用户窃听，满足接入的传输用户必须满足以下条件的(4)式和(5)式：

$\left\{\begin{array}{c}\log (1+\frac{h_B{P}_C}{h_{\mathrm{BL}}{P}_D+N_0})\≥R_{\mathrm{th}}---\left(4\right)\\ \log (1+\frac{h_{\mathrm{BK}}{P}_C}{h_{\mathrm{KL}}{P}_D+N_0})\≤R_t---\left(5\right)\end{array}\right.$

其中，h_B表示蜂窝用户与基站之间的传输信道增益；h_BL表示D2D传输用户与基站之间形成的干扰信道增益；h_BK表示蜂窝用户与D2D接收用户之间形成的干扰信道增益，h_KL表示D2D信道增益；N₀表示噪声功率，P_C表示蜂窝信号的发射功率，P_D表示D2D信号的发射功率；

由(4)式可以得到因此，本发明规定D2D发送用户的候选者必须满足如下(6)式：

$h_B{P}_{\max }\≥(2^{R_{\mathrm{th}}}-1)(h_{\mathrm{BL}}{P}_{\max }+N_0)---\left(6\right)$

其中P_max表示功率P_C与P_D可以取到的最大值；

由(4)式得到，蜂窝用户信息的发射功率的最小值为(7)式：

${P_C}^{\min }=\frac{(2^{R_{\mathrm{th}}}-1)(h_{\mathrm{BL}}{P}_D+N_0)}{h_B}---\left(7\right)$

由(5)式可得因此，D2D发送用户的候选者必须同时满足条件(8)式：

$[(2^{R_{\mathrm{th}}}-1)h_{\mathrm{BK}}{h}_{\mathrm{BL}}-(2^{R_t}-1)h_B{h}_{\mathrm{KL}}]P_D\≤[(2^{R_t}-1)h_B-(2^{R_{\mathrm{th}}}-1)h_{\mathrm{BK}}]N_0---\left(8\right)$

步骤七，基站从发射用户候选者筛选出总速率取到最大值的候选者为D2D传输用户L，如(9)式：

$L=\arg \left(\underset{j\∈\mathrm{\φ}}{\max }R\right)---\left(9\right)$

具体来说，将满足接入准则的这些用户称为发射用户候选者，基站根据所获取的每个候选发射者j上报的信息，依次得到对应的蜂窝用户到基站的信道信息h_Bj，蜂窝用户到D2D接受者之间的信道信息h_BKj，D2D候选发送者到基站的信道信息h_BLj和发送者与目标接收者之间的信道信息h_KLj，基站在此基础上，计算出使蜂窝用户与D2D链路的总速率 $R=\log (1+\frac{h_B{P}_C}{h_{\mathrm{BL}}{P}_D+N_0})+\log (1+\frac{h_{\mathrm{KL}}{P}_D}{h_{\mathrm{BK}}{P}_D+N_0})$ 最大化的功率控制方案；

步骤八，当基站无法获得满足条件的用户时，基站放弃为请求用户建立D2D链路，即D2D链路无法建立，基站传输资源给请求用户；

步骤九，基站根据步骤七为请求用户建立D2D链路，D2D传输用户得到利益补偿。

下面提出一个实施例来具体说明：

如图2所示的小区模型，该小区中存在多个用户，蜂窝用户K向基站请求访问内容a。基站的信息中含有小区内存在一部分用户缓存有内容a，因此基站考虑为用户K建立D2D连接来传输数据，并减轻自己的负担。同时访问基站的蜂窝用户有很多，基站会选择进行上行传输并且独占一段频谱资源的蜂窝用户，与D2D用户分享频段资源。此时，选择一个合适的用户与用户K配对建立D2D链接，对于蜂窝网络来说是一个非常重要的问题。

需要说明的是，当蜂窝小区中不存在用户缓存有相应资源时，基站放弃为用户K建立D2D通信，而亲自为用户K传输资源。

如图3所示，D2D链路已经建立，蜂窝上行传输链路也建立起来。复用的频谱导致了蜂窝与D2D之间的相互干扰。因此，基站所选择的D2D发射用户必须保证蜂窝通信与D2D通信之间的互相干扰不会影响各自信息的正常传输。同时，蜂窝用户的信息传递与D2D通信共用一个频段，造成蜂窝信息直接传递到D2D接收端。D2D接收端用户K很有可能是一个恶意窃听者。因此蜂窝用户的信息存在被窃听的可能性。因此，本发明建立D2D链路的同时需要保证蜂窝用户信息的物理层安全。本发明通过基站调度合适的D2D发射用户来解决以上的干扰问题和物理层安全问题。

在蜂窝小区中，基站可以获取各个链路的即时信道信息。本发明要求D2D发送用户的候选者的接入可以保证蜂窝用户速率大于最低阈值R_th，并且可以保证蜂窝用户的泄露速率低于最大阈值R_t，其中，P_C，P_D分别代表蜂窝用户与D2D用户的发射功率。h_B代表蜂窝用户到基站的信道增益，h_BL代表D2D发送用户到基站的干扰信道增益，h_BK代表蜂窝用户到D2D接收用户的干扰信道增益，h_KL代表D2D发射用户到接收用户的信道增益。在此次实例中，本发明的信道模型为h_*=v·d_* ^-α，其中d_*代表标号为*的信道发送者与接收者之间的距离。α表示路径衰落指数。v表示瑞利衰落因子。因此接入准则在实际中的施行方案便是基站选择信道信息符合要求的用户来作为D2D发射用户。具体实施步骤如下：

1)在基站的信令下，蜂窝用户上报自己所有相关的信道信息给基站。基站在传输上行资源的用户中选择信道质量最好的蜂窝用户C，使D2D链路与之复用同一段频谱。

2)基站命令所有缓存有资源a的用户上报所有与自己相关的信道信息。再接收到这些用户的信道信息后，根据本发明所提出的保障蜂窝信息物理层安全的接入准则，基站选择出满足接入准备的一批用户作为D2D传输用户的候选者。与此同时，本发明需要明确的是，当没有用户满足接入准则时，基站放弃为请求用户K建立D2D通信，而是亲自为其传输请求资源。

3)在选择出所有满足接入准则的D2D传输用户的候选者之后，基站根据用户反馈的信息，计算出使得蜂窝链路与D2D链路的速率和 $R=\log (1+\frac{h_B{P}_C}{h_{\mathrm{BL}}{P}_D+N_0})+\log (1+\frac{h_{\mathrm{KL}}{P}_D}{h_{\mathrm{BK}}{P}_D+N_0})$ 最优的功率控制方案。

4)基站选择使总速率和最大的用户L为D2D传输用户。

$L=\arg \left(\underset{j\∈\mathrm{\φ}}{\max }R\right)$

基站为用户K建立D2D链路，用户L向用户K传输资源a。用户L得到利益补偿。

当然，根据不同的服务要求，有时候很可能导致符合条件的接入区域是不存在的。这个时候，基站根据自己的计算无法为用户K建立D2D链路，因此，在下个时隙选择直接传输资源a给请求用户K。

根据以上技术方案提出的基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法，与目前多种D2D用户配对方法相比具有以下优点：

一、本发明首先建立了明确的D2D配对机制、蜂窝用户以及与其共享频谱资源的选择方法。机制的建立减少了基站搜索的盲目性，加大了D2D链路建立的效率。

二、本发明首先将物理层安全引入含有D2D链路的蜂窝网络。为了防止存在恶意的D2D用户，在复用蜂窝用户频谱资源的情况下，窃听蜂窝用户信息，本发明保证蜂窝用户的服务质量和遏制蜂窝用心信息泄露两个方面来保证蜂窝信息的安全。具体的实施方式就是将这两个限制条件作为筛选D2D发射用户的接入准则。

三、本发明对D2D发射用户的选择同时可以优化系统的吞吐率，同时提升用户的服务质量，减轻基站的负担。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，蜂窝小区内有用户向基站请求资源；

步骤二，通过基站检测判断蜂窝小区内是否存在缓存相应资源的用户，如果存在符合要求的用户，则执行步骤三；如果不存在符合要求的用户，则执行步骤八；

步骤三，基站在单独占有一个频段的上行资源传输用户中选择信道信息最好的用户，命令即将建立的D2D链路与已选择的用户共享频段；

步骤四，基站向缓存有相应资源的所有用户发送信令，要求用户上报所有信道信息；

步骤五，基站获取步骤四相应用户的所有信道信息；

步骤六，根据设定的接入准则，判断步骤五的信道信息满足条件；如果满足条件，基站计算出信道信息满足条件的用户集合，作为发射用户候选者；如果不满足条件，即当基站无法获得满足所设定接入准则的用户时，执行步骤八；

步骤七，基站从发射用户候选者筛选出总速率取到最大值的候选者为D2D传输用户；

步骤八，D2D链路无法建立，基站传输资源给请求用户；

步骤九，基站根据步骤七为请求用户建立D2D链路，D2D传输用户得到利益补偿。

2.根据权利要求1所述的基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法，其特征在于，所述基站具有小区中各个用户缓存资源的信息，基站检测到小区中存在一部分用户缓存相应的资源，那么基站首先选择为请求用户建立D2D链接，传输资源。

3.根据权利要求1所述的基于物理层安全的接入准则的D2D用户配对方法，其特征在于，所述接入准则以蜂窝用户速率的服务质量和蜂窝用户的最大泄露速率为基准，通过寻找符合条件的信道信息来找到合适的传输用户，蜂窝用户的泄露速率是本发明的定义，设定为蜂窝用户的信息通过蜂窝用户与D2D接收用户之间的信道而传送到D2D接收用户的信息速率，如果D2D接收用户恶意窃听蜂窝用户的信息，那么泄露速率即为D2D用户的窃听速率，蜂窝用户的服务质量通过给予传输速率一个最小阈值限制来保证，同时限制蜂窝用户泄露速率的上界设定为Rt，满足接入的传输用户必须满足以下条件的式子：

$\left\{\begin{array}{c}\log (1+\frac{h_B{P}_C}{h_{\mathrm{BL}}{P}_D+N_0})\≥R_{\mathrm{th}}\\ \log (1+\frac{h_{\mathrm{BK}}{P}_C}{h_{\mathrm{KL}}{P}_D+N_0})\≤R_t\end{array}\right.$

其中，h_B表示蜂窝用户与基站之间的传输信道增益；h_BL表示D2D传输用户与基站之间形成的干扰信道增益；h_BK表示蜂窝用户与D2D接收用户之间形成的干扰信道增益，h_KL表示D2D信道增益；N₀表示噪声功率，P_C表示蜂窝信号的发射功率，P_D表示D2D信号的发射功率。