CN104954970B - 一种d2d的资源分配的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于D2D的资源分配的方法，包括：从发出资源分配的请求的用户中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对；设置分配给该中继用户的时间以进行搜索算法得出分配给该中继用户的功率的最值；根据分配给该中继用户的功率的取值范围，搜索计算出分配给该中继用户的功率的取值以使得系统效用函数取值最大；通过搜索算法得出使得系统性能最好的资源分配的方法。本发明的资源分配的方法可提高参与协作的中继用户的能效以激励其参与协作，其可灵活地调节用户终端的耗能与用户的数据传输速率之间关系。

Description

一种D2D的资源分配的方法及系统
技术领域
本发明涉及无线资源的分配，特别涉及D2D的无线资源的分配。
背景技术
在无线通信技术的演进中，D2D(Device to Device)，即终端直通技术被提出以提高无线通信系统的性能、提升用户体验、扩展蜂窝通信的应用。在D2D通信中，用户的终端可同其他用户的终端直接通信以避免用户数据在蜂窝通信中需经过网络中转来传输，此外D2D用户的终端之间进行的协作使无线通信系统中的资源得以复用以提高系统资源的利用率，并且D2D用户的终端还可作为其他D2D用户与网络中转设施(例如，基站)进行通信时的中继以利用其较优的信道资源而达到提高通信数据的吞吐量的目的。
而用户终端的能量是有限，其无法无条件地为其他用户的终端提供中继。为解决上述问题，一些现有技术提出了可为成为其他用户终端的中继的用户终端提供积分奖励的协作激励系统。例如，在美国高通公司提出的公开号为CN104396339A的专利申请中，公开了一种用于提供用于接入无线接入网络的激励协作系统的方法和装置，其中被D2D协作的主设备(即源用户)或运营商(或这两者)根据辅助设备(即中继用户)因参与D2D协作而消耗的能量向辅助设备提供一定量的积分奖励。
为提升例如上述专利文件中参与D2D协作的中继用户的吞吐量，一些现有技术提出了在由通信协议确定的调度周期内提升参与D2D协作的用户双方的吞吐量的技术方案。例如，在发表于2011年的电气与电子工程师协会国际通信会议(IEEE ICC)1–5页标题为“Fair and Efficient Resource Sharing for Selfish Cooperative CommunicationNetworks Using Cooperative Game Theory”(利用合作博弈理论的自协作通信网络的公平且有效的资源分配)的学术论文中，提出了一种在一定的调度周期内通过合理的通信资源的分配使D2D协作的用户双方相互协作以提升用户双方的吞吐量的方法。
然而，由于通过现有的通信协议确定的调度周期的时间相对较短，因而难以支持参与D2D协作的用户双方轮流作为对方进行通信时的中继，特别是在时分多址下而用户传输的数据量较多的情况下。另外，在实际中普遍存在某些用户长期处于较好的信道中的情况，由此，此类用户适合作为信道条件较差的用户的中继而无需其他用户为其中继，因而由参与D2D的用户双方相互作为对方的中继会造成通信资源的浪费。此外，为调节用户的终端消耗的能量与用户的数据传输速率之间的关系，例如，有些用户可能愿意多消耗一些能量以换取更高的数据传输速率，单从用户的吞吐量(即，数据传输速率)的角度考虑的激励用户协作的资源分配的方法，其无法灵活地调节用户的终端的耗能与用户的数据传输速率之间关系。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种用于D2D的资源分配的方法及系统，包括：
1)从发出资源分配的请求的用户中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对；
2)根据在保障所述中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的同时使得系统效用函数取值最大的原则对所述中继用户与所述源用户进行资源分配，其中，所述能效为用户的吞吐量与其传输数据消耗的能量的比值。
根据上述方法，其中，步骤2)包括如下步骤：
对每名中继用户与源用户进行下列操作：
21)穷举搜索所述分配给中继用户的时间以找出使得该中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效并且使得系统效用函数取值最大的一组分配给源用户的时间、分配给中继用户的时间及功率。
根据上述方法，其中，步骤21)包括如下步骤：
基于当前分配给中继用户的时间，对每名中继用户与源用户进行下列操作：
211)根据所述分配给中继用户的时间以确定使得中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的分配给中继用户的功率上限；
212)根据所述分配给中继用户的功率上限以确定使得系统效用函数取值最大的一组分配给源用户的时间、分配给中继用户的时间及功率。
根据上述方法，其中，所述系统效用函数可为使系统的吞吐量最大，或者使系统的用户公平性更好，或者可以兼顾吞吐量和用户公平性的系统效用函数其中之一。
根据上述方法，其中，步骤211)包括如下步骤：
2111)将所述分配给中继用户的时间带入能效等式中，其中所述能效等式为以分配给中继用户的时间及功率为变量的所述中继用户在协作时的能效等于所述中继用户在非协作时的能效；
2112)将所述分配给中继用户的时间带入功率等式中，其中所述功率等式为在协作时分配给该中继用户的功率等于在非协作时分配给该中继用户的功率；
2113)计算得出使得该能效等式与该功率等式成立的所述分配给中继用户的功率上限。
根据上述方法，其中，在协作时所述分配给源用户的时间及所述分配给中继用户的时间之和等于在非协作时分配给该源用户的时间及分配给该中继用户的时间之和除以与该中继用户协作的源用户的数目。
本发明还提供了一种用于D2D的资源分配的系统，包括：
用于从发出资源分配的请求的用户中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对的装置；
用于根据在保障所述中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的同时使得系统效用函数取值最大的原则对所述中继用户与所述源用户进行资源分配的装置，其中，所述能效为用户的吞吐量与其传输数据消耗的能量的比值。
对比于提供积分奖励的协作激励系统，本发明可提高参与D2D协作的中继用户的能效，即可提高中继用户在消耗单位能量下的吞吐量。
对比于在由通信协议确定的调度周期内提升参与D2D协作的用户双方的吞吐量的协作激励系统，本发明仅令参与D2D的用户中信道条件较好的用户作为信道条件较差的用户的中继，因而避免了通信系统难以支持参与D2D协作的用户双方轮流作为对方进行通信时的中继的问题。另外，在本发明中，长期处于较好的信道中的用户不被其他用户协作，因而避免了由此带来的通信资源的浪费。此外，本发明为从用户的能效的角度考虑的激励用户协作的资源分配的方法，其可灵活地调节用户的终端的耗能与用户的数据传输速率之间关系，例如，以多消耗一些用户终端的能量来换取更高的数据传输速率。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1为蜂窝网络与D2D网络混合的无线通信系统的示意图
图2为现有技术中D2D的资源分配的方法的流程图。
图3为提高协作用户的能效的资源分配的两用户模型的示意图
图4为从能效角度激励中继协作的D2D的资源分配的方法的流程图
图5为两用户模型下提高协作用户的能效的资源分配的方法的流程图
图6为对比协作与非协作下的用户能效的仿真示意图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。图1示出了蜂窝网络与D2D网络混合的无线通信系统。如图1所示，在D2D的无线通信系统中，基站可与在其覆盖范围内的多名用户进行通信。上述系统混合使用蜂窝网络与D2D网络，即其中既包括参与D2D协作的源用户sn与中继用户rm，还包括使用蜂窝网络的其它用户。使用蜂窝网络的其它用户可直接与基站通信。相比之下，参与D2D协作的源用户可通过中继用户的中继后再与基站进行通信。D2D协作并不限于在单个源用户与单个中继用户之间，即一名源用户可被多名中继用户中继，或一名中继用户可同时替多名源用户中继。例如，图1中源用户s1被中继用户r1中继，而源用户s2与源用户s3同时被中继用户r2中继。
在上述无线通信系统中的资源分配是由基站完成的。基站与在其覆盖范围内的多名用户进行通信以确定在一个调度周期内针对不同用户进行的资源分配。所述用户在该调度周期内均需与该基站进行通信，且其可以包括所述中继用户、所述源用户、及所述其它用户。其中，所述调度周期为无线通信系统在进行资源调度时的单位周期，而调度周期的大小是由通信协议确定的，例如，在LTE系统中一个子帧为1ms，即其调度周期应不大于1ms。
图2示出了现有技术中D2D的资源分配的方法，其包括如下步骤：
首先，位于基站覆盖范围内的多名需要在同一调度周期内进行通信的用户可以向该基站发出资源分配的请求(S11)。
然后，收到该多名用户的资源分配的请求的基站可以根据其中不同用户的信道条件或随机筛选出需要被协作的源用户的集合，以及可以为其它用户提供协作的潜在的中继用户的集合(S12)。其中，筛选的方法可以包括设置信噪比的阈值，或信干噪比的阈值，或随机的筛选。
随后，基站可通过最优中继的算法替被筛选出的源用户分配潜在的中继用户，所述算法可以是通过搜索算法找出一名或多名潜在的中继用户的ID，使得在同特定的该一名或多名潜在的中继用户协作以后源用户的吞吐量最大或较大(S13)。
随后，源用户可确定能否与分配给该源用户的潜在的中继用户建立连接(S14)。其中，所述确定的方法可以包括：由该源用户尝试与分配给该源用户的潜在的中继用户建立连接并由该源用户向基站发生建立D2D协作的结果，或由将要分配给该源用户的潜在的中继用户在接收到来自基站的协作指示后向基站回复参与协作或不参与协作的决定并由基站向该源用户下发同意建立D2D协作的中继用户的ID。
例如，所述确定的方法，可以是：
该源用户sn尝试与所述ID相对应的该一名或多名潜在的中继用户rm建立D2D连接。该潜在的中继用户rm接收到D2D连接建立请求后，做出参与协作或不参与协作的决定，即当其同意协作时，回复同意协作指示信息，或当其拒绝协作时，不回复信息。该源用户sn等待一段时间后，若没有接收到该潜在的中继用户rm的回复信息，则默认该潜在的中继用户rm拒绝协作。该源用户sn确定可否与被筛选出的潜在的中继用户rm建立连接，并向基站发送建立D2D协作的结果。
所述确定的方法，还可以是：
该一名或多名潜在的中继用户rm接收到来自基站的协作指示后，向基站回复参与协作或不参与协作的决定，即当其同意协作时，回复同意协作指示信息，或当其拒绝协作时，不回复信息。基站等待一段时间后，若没有接收到该一名或多名潜在的中继用户rm的回复信息，则默认该潜在的中继用户rm拒绝协作。基站向该源用户sn下发同意建立D2D协作的潜在的中继用户rm的ID。
此后，基站根据现有的资源分配的方法对所有用户进行资源分配(S15)。例如，根据等分功率、等分时间、等分吞吐量的方法，即给所有向所述基站发出请求的用户分配相同的功率、相同的时间，或是使他们的吞吐量相等的资源分配的方法。
最后，由基站向源用户、协作用户、其他用户下发资源分配的结果。(S16)
然而，图2所示的现有的资源分配的方法仍存在不足。对于诸如等分功率、等分时间、等分吞吐量的方法，因其无法区分不同类型用户的资源分配，会导致系统的性能无法最优化。例如其无法使系统的吞吐量最大，或无法使系统的用户公平性更好，或无法使系统可以兼顾吞吐量和用户公平性。此外，由于消耗额外功率以替源用户传输额外数据的中继用户未得到额外的补偿，上述资源分配的方法也不利于激励中继用户参与协作。
由此，通过将D2D通信系统简化为由本发明定义的两用户模型，本发明针对上述现有技术的方法的步骤S15做出了改进，并提出了一种可优化系统性能并可提高协作用户的能效的资源分配的方法。
图3示出了提高协作用户的能效的资源分配的两用户模型的示意图。参与D2D协作的源用户与中继用户被分别定义为U1与U2，对应的U1与U2构成了一个两用户模型。在图3中，两用户模型被虚线圈出。例如，s1与r1可构成一对U1与U2，s2与r2可构成一对U1与U2，s3与r2可构成一对U1与U2，或者可将s2与s3共同看做U1并与U2即r2协作。
下面参考具体实例进一步说明本发明的资源分配的方法。
假设，无线通信系统为单天线上行系统，即在该系统中传输数据的最大吞吐量不超过1。所述系统包括一个基站与K名用户，其中包括被选择成为中继的中继用户，及需要被中继协作的源用户，及其他用户。并且，在所述系统中，基站与源用户之间不存在直接连路。被选择的中继用户为全双工中继，即其可在接收来自源用户的数据的同时将该数据转发至基站。被选择的中继用户采用放大转发(Amplify and Forward,AF)协议，即其可放大来自源用户的信号强度后将该信号转发至基站。所述系统以时分多址(Time DivisionMultiple Address，TDMA)的方式调度用户，即其可依据时隙区分来自不同地址的用户信号以完成多址连接。
图4示出了根据本发明的一个实施例的从能效角度激励中继协作的D2D的资源分配的方法。如图4，其中，步骤S21-S24及S26同图2中示出的现有技术的方法中的步骤S11-S14及S16相同。即，基站收到用户发出的资源分配的请求后根据信道条件从中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对，源用户与中继用户建立连接后将建立连接的结果返回至基站。
假设，在上述系统中，基站在收到K名用户发出资源分配的请求(S21)之后，根据预先设置的信噪比的阈值从K名用户中筛选出N名源用户，其被表示为数组(n＝1，...，N，1≤N≤K-1)，与N名中继用户，其被表示为数组(m＝1，...，M，1≤M≤K-N)(S22)。基站可通过公式替被筛选出的源用户分配潜在的中继用户，其中，Rn，m表示源用户sn与中继用户rm协作时源用户sn的吞吐量，并且，基站将分配给源用户sn的中继用户的ID即rm发送至该源用户sn。(S23)。源用户sn确定能否与分配给该源用户sn的潜在的中继用户rm建立连接(S24)。
在随后的步骤S25中，基站可根据提高协作用户的能效的资源分配的方法对协作用户的集合中的用户进行资源分配，并可根据现有的资源分配的方法对非协作用户的集合中的用户进行资源分配。其中，所述能效的单位为比特每秒每赫兹每焦耳(bits/sec/Hz/J)，即消耗每焦耳能量可获得的吞吐量，或在单位频率内消耗每焦耳能量可获得的数据传输速率。例如，在所述步骤S25中，可利用搜索算法找出使诸如和速率最大、比例公平、最小速率最大的效用函数的值最大时，分配给源用户的时间及分配给协作用户的时间及发射功率。在下文中将参照附图5对所述提高协作用户的能效的资源分配的方法进行详细说明。
假设，在基站获知源用户sn与中继用户rm建立D2D协作的结果后，该基站根据等分功率、等分时间、等分吞吐量的方法对非协作用户的集合中的用户进行资源分配。同时，基站还可根据提高协作用户的能效的资源分配的方法对协作用户的集合中的用户进行资源分配(S25)。所述能效被表示为用户的吞吐量与其消耗的总能量的比值。有关所述能效的表达方式，在上述系统的协作的情况下，第n名源用户sn的能效被表示为：
其中，Rn为该源用户sn的吞吐量，τn为分配给该源用户sn的时间，Pn为该源用户sn的发射功率，(n＝1，...，N，1≤N≤K-1)；
在上述系统的协作的情况下，第m名中继用户rm(其可为多名表示为的源用户提供中继)的能效被表示为：
其中，Rm为该中继用户rm的吞吐量，τm为分配给该中继用户rm以传输其本身的数据的时间，为该中继用户rm以传输其本身的数据的发射功率，τj为分配给该中继用户rm以传输其为源用户sj中继的数据的时间，为该中继用户rm以传输其为源用户sj中继的数据的功率；并且，该中继用户rm可替多名的源用户中继，为由中继用户rm进行中继的源用户集合，(m＝1，...，M，1≤M≤K-N)；
在上述系统中，第k名其他用户(或在非协作情况下第k名任意用户)的能效被表示为：
其中，Rk为该其它用户的吞吐量，τk为分配给该其它用户的时间，Pk为该其它用户的发射功率，(k＝1，...K-N-M)。
在上述表示能效的公式中，所述吞吐量可以通过香农公式与用户的信噪比计算得出。
由此，系统可利用搜索算法找出使得诸如上述效用函数取值最大时分别分配给其他用户、源用户、中继用户的时间资源及功率资源。
假设，在上述系统的协作的情况下，其他用户的资源分配与其在非协作的情况下保持一致。则如图3所示，上述K名用户的D2D通信系统模型还可以被基站简化成多个“两用户模型”。其中，每个“两用户模型”可由源用户sj(其被表示为U1)与为其的中继用户rk(其被表示为U2)构成。已知在D2D协作系统中，由于其他用户的被分配到的时间资源在协作与非协作的情况下保持一致，则分配给源用户U1及中继用户U2时间的资源之和在协作与非协作的情况下也保持一致，且其大小可通过计算获得。并且，在D2D协作系统中，为保证吸引信道条件较好的用户参与协作以成为中继用户，中继用户U2在参与协作时的能效应不低于其在非协作时的能效则可假设以考虑极端的状况。此外，在D2D协作系统中，虽然中继用户U2在参与协作时消耗了额外的能量，但是系统却会分配给中继用户U2更多的时间，即中继用户U2的功率一定不大于其在不参与协作时的功率则可假设以考虑极端的状况。
图5示出了根据本发明的一个实施例的提高协作用户的能效的资源分配的方法。如图5所示，上述假设的系统在协作的情况下进行搜索算法的方法，包括：
首先，建立多个被简化的“两用户模型”，将源用户与同其协作的中继用户分别定义为一组“两用户模型”中的U1与U2(S251)。
然后，预先设定一个分配给U2的时间τ2的值，若假设时，则可通过公式计算得出对应的分配给U1的时间τ1。其中，与为在非协作下分别分配给U1与U2的时间，Nm为与该中继用户U2协作的源用户U1的数目。(S252)
其中，所述效用函数为根据不同的目的设置的并且可通过资源分配使得通信系统性能最优的函数。例如，可利用和速率最大效用函数使系统的吞吐量最大，利用比例公平效用函数使系统的用户公平性更好，利用最小速率最大效用函数使系统可以兼顾吞吐量和用户公平性。常见的效用函数包括：
最小速率最大效用函数：H3(R1，...，Rk)＝min1≤k≤K{Rk}
Rk为第k名用户的吞吐量，所述吞吐量可以通过香农公式与用户的信噪比表示得出。
其中，所述效用函数还可以被表示为由K名用户的吞吐量组成的表达式。例如，和速率最大效用函数可被表示为：
其中，参考香农公式，可将吞吐量表示为信噪比与分配时间的表达式：
对于源用户sn，其吞吐量可被表示为Rn＝τnlog2(1+γn)，n＝1，...，N；
中继用户rm，其吞吐量可被表示为Rm＝τmlog2(1+γm)m＝1，...，M；
其他用户，其吞吐量可被表示为Rj＝τjlog2(1+γj)，j＝...，K-M-N。
τn、τm、τj分别为分配给源用户sn、中继用户rm、其他用户的时间，γn、γm、γj分别为源用户sn、中继用户rm、其他用户的信噪比。
在上述实例的系统中，可通过以下计算方法获得用户的信噪比，例如，对于源用户sn的信噪比γn：
首先，已知源用户sn向中继用户rm传送信息xn，此时中继用户rm接收到的信息为n＝1，...，N。其中，Pn为源用户sn的发射功率，hn，m为数据从源用户sn传输至中继用户rm的信道增益，为中继用户接收到的噪声。
并且，中继用户rm向基站传送信息，此时基站接收到的信息为m＝1，...，M。其中，为中继用户rm的发射功率，hm为数据从中继用户rm传输至基站的信道增益，为基站用户接收到的噪声。
由于，基站根据最优中继原则替源用户选择中继，变量被定义为中继用户rm是否为源用户sn的中继，即当中继用户rm是源用户sn的中继时当中继用户rm不是源用户sn的中继时
由此，可以得出源用户sn的信噪比
同理，还可计算出中继用户rm及其他用户的信噪比γm及γj。
最后，在完成步骤S25(即S251-S256)之后，基站向源用户、协作用户、其他用户下发资源分配的结果(S26)。
从上述实施例可知，根据本发明的从能效角度激励中继协作的D2D的资源分配的方法，其原则为在保障用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的同时使得系统的效用函数的取值最大。由此，下面将借由仿真详细说明在根据本发明的无线通信系统中，参与协作的中继用户与源用户的能效高于未参与协作时所述中继用户与源用户的能效。
本发明设置仿真场景为：在以基站为中心、500米为半径的蜂窝网小区中存在有K名用户。若用户的信噪比小于阈值γthre＝10dB，则其被定义为需要被中继用户协作的源用户。在非协作时，每名用户被分到相同的资源，即30dBm的功率资源及的时间资源，其中1为单位化的时间资源总和且其应不大于一个调度周期。在对参与协作的用户进行资源分配的时候，系统使用比例公平的效用函数。
如图6所示，其横坐标为系统中的用户总数K，其纵坐标为系统中用户的能效(bits/sec/Hz/J)，其中C-CR、C-CS、NC-CR、NC-CS分别表示参与协作的中继用户、参与协作的源用户、非协作的中继用户、非协作的源用户。由仿真结果可知，根据本发明的方法，中继用户通过协作获得了能效上的奖励，即其参与协作的能效高于其未参与协作的能效。另外，通过协作，由于中继用户为源用户转发数据，源用户的能效也有明显的提高。由此可知，根据本发明的方法，用户参与协助的平均能效高于其非协作的平均能效。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。例如，所述被选择的中继用户除去使用放大转发协议，还可以使用解码转发协议；所述被选择的中继用户除去使用全双工中继，还可以使用半双工中继；所述系统除去使用时分多址(TimeDivision Multiple Access，TDMA)，还可以使用频分多址(Frequency Division MultipleAccess，FDMA)或者使用码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)；所述系统除去使用单输入天线，还可以使用多输入天线。
因此，尽管上文参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于D2D的资源分配的方法，包括：
1)从发出资源分配的请求的用户中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对；
2)根据在保障所述中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的同时使得系统效用函数取值最大的原则对所述中继用户与所述源用户进行资源分配，其中，所述能效为用户的吞吐量与其传输数据消耗的能量的比值；
所述系统效用函数为使系统的吞吐量最大，或者使系统的用户公平性更好，或者可以兼顾吞吐量和用户公平性的系统效用函数其中之一；
其中，步骤2)包括如下步骤：
对每名中继用户与源用户进行下列操作：
21)穷举搜索所述分配给中继用户的时间以找出使得该中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效并且使得系统效用函数取值最大的一组分配给源用户的时间、分配给中继用户的时间及功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤21)包括如下步骤：
基于当前分配给中继用户的时间，对每名中继用户与源用户进行下列操作：
211)根据所述分配给中继用户的时间以确定使得中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的分配给中继用户的功率上限；
212)根据所述分配给中继用户的功率上限以确定使得系统效用函数取值最大的一组分配给源用户的时间、分配给中继用户的时间及功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤211)包括如下步骤：2111)将所述分配给中继用户的时间带入能效等式中，其中所述能效等式为以分配给中继用户的时间及功率为变量的所述中继用户在协作时的能效等于所述中继用户在非协作时的能效；
2112)将所述分配给中继用户的时间带入功率等式中，其中所述功率等式为在协作时分配给该中继用户的功率等于在非协作时分配给该中继用户的功率；
2113)计算得出使得该能效等式与该功率等式成立的所述分配给中继用户的功率上限。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在协作时所述分配给源用户的时间及所述分配给中继用户的时间之和等于在非协作时分配给该源用户的时间及分配给该中继用户的时间之和除以与该中继用户协作的源用户的数目。
5.一种用于D2D的资源分配的系统，包括：
用于从发出资源分配的请求的用户中筛选出源用户与中继用户并将源用户与中继用户配对的第一装置；
用于根据在保障所述中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效的同时使得系统效用函数取值最大的原则对所述中继用户与所述源用户进行资源分配的第二装置，其中，所述能效为用户的吞吐量与其传输数据消耗的能量的比值；所述系统效用函数为使系统的吞吐量最大，或者使系统的用户公平性更好，或者可以兼顾吞吐量和用户公平性的系统效用函数其中之一；并且，所述第二装置还用于对每名中继用户与源用户进行下列操作：穷举搜索所述分配给中继用户的时间以找出使得该中继用户在协作时的能效不低于其在非协作时的能效并且使得系统效用函数取值最大的一组分配给源用户的时间、分配给中继用户的时间及功率。
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