CN108471608A - 一种d2d通信资源调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种D2D通信资源调度方法及装置，解决了资源调度不公平问题，减少了信令开销。所述D2D通信资源调度方法，包括：在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，所述速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，所述服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况；针对每一D2D用户组，根据所述速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级；根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，其中，N为待调度D2D用户组的数量；为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

Description

一种D2D通信资源调度方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种D2D通信资源调度方法及装置。

背景技术

D2D(Device-to-Device，设备到设备)通信技术是一种在LTE(Long TermEvolution，长期演进)系统的控制下，允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的技术。D2D通信技术是移动蜂窝网络的前景技术之一，可以应用于移动蜂窝网络以提高资源利用率及网络容量。在D2D通信中，临近移动终端间的通信数据无需通过基站转发，而是在基站的控制下，允许蜂窝网络频谱资源直接建立本地链路通信，以减轻基站中继转发的负载瓶颈，从而减少移动终端的数据传输延迟及能量消耗，获得更优的吞吐率性能。为了进一步节约蜂窝网络资源，提供网络频谱效率，D2D用户可以通过复用蜂窝用户RB(ResourceBlock，资源块)的方式建立通信链路，每一个D2D通信链路占用的资源与一个蜂窝通信链路占用的相等，它与蜂窝网络共享无线资源的同时，也会带来一定的干扰。

在蜂窝用户数多于D2D用户数的应用场景下，现有的技术方案中，D2D通信资源一般通过以下方式进行调度：将D2D用户资源调度描述为M个资源分配给N个D2D用户的过程，系统以最大化吞吐率为目标，建立资源分配模型，并在约束条件中加入信干噪比等干扰限制约束，在后续模型求解中，归纳为组合优化问题，由基站采用集中式的方式进行求解，遍历出最佳的RB与D2D组合方案进行资源的调度分配。

然而现实应用中，在D2D用户多于蜂窝用户的场景中，如商场、体育场等，在现有资源分配模型下，导致D2D用户可复用的RB数不足，在单次全量调度方式下会造成资源匮乏的问题，使得一部分D2D用户不能获取资源；而且系统吞吐量最大化的分配方式，使得信道增益较好的D2D用户拥有较高的调度优先级，而位于边缘弱覆盖区的用户由于信道增益较差，获取资源的几率较小，从而产生资源调度不公平的问题；并且，现有资源模型将资源调度问题归纳为组合优化问题，由基站采用集中式求解的方式复杂度较高，当用户数量成指数级别增长时，对资源调度分配过程的实时性无法保证。

因此，如何解决通信资源调度不公平的问题，减少信令开销，并降低资源分配模型的计算复杂度，以保证资源调度分配过程的实时性，是现有技术亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明提供了一种D2D通信资源调度方法及装置，具有较好的均衡指标性能，解决了资源调度不公平及资源冲突问题，减少了信令开销，并大大降低了资源分配模型的计算复杂度，保证了资源调度分配过程的实时性。

本发明实施例提供了一种D2D通信资源调度方法，将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙；

所述方法，包括：

在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，所述速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，所述服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况；

针对每一D2D用户组，根据所述速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级；

根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，其中，N为待调度D2D用户组的数量，n为大于等于1的整数；

为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

优选地，针对每一D2D用户组，根据所述速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级，具体包括：

针对每一D2D用户组，按照以下公式确定该D2D用户组的调度优先级：

μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)

其中，μ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级；

ΔR_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的速率增益因子；

θ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的服务质量因子。

优选地，所述可用RB为所述D2D用户组可复用的蜂窝用户下行链路RB；以及

通过下述公式确定每一D2D用户组DU_j的速率增益因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，D2D用户组DU_j在时隙t上的传输速率；

表示蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

i＝1...M，M为蜂窝用户的数量；

j＝1...N；

t＝1...n。

优选地，分别通过下述公式获取

其中：

所述D2D用户组DU_j包含一个发送用户与一个接收用户；

B为RB的带宽；

σ²为高斯白噪声；

P^c为基站的发射功率；

为D2D用户组DU_j中发送用户的发射功率；

表示基站与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与接收用户之间在时隙t上的传输增益；

表示基站与D2D用户组DU_j接收用户之间在时隙t上的传输增益。

优选地，通过下述公式确定D2D用户组DU_j的服务质量因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j的需求速率；

表示D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率，α+β＝1；

表示D2D用户组DU_j在上一时隙上的平均传输速率，

优选地，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB，具体包括：

利用预设的调度偏移序列，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

优选地，通过下述方式确定所述调度偏移序列：

其中，L为当前时隙上可用RB的数量，Q为分配到当前时隙上的D2D用户组的数量，Q＝N/n，0≤k≤Q，(x·Q-k)≤L；

表示D2D用户组q调度的RB的索引编号，q＝Q,Q-1,Q-2,…,Q-k,1。

本发明实施例提供了一种D2D通信资源调度装置，包括：

划分单元，用于将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙；

第一确定单元，用于在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，所述速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，所述服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况；

第二确定单元，用于针对每一D2D用户组，根据所述第一确定单元确定出的速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级；

选择单元，用于根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，其中，N为待调度D2D用户组的数量，n为大于等于1的整数；

分配单元，用于为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

优选地，所述第二确定单元，具体用于针对每一D2D用户组，按照以下公式确定该D2D用户组的调度优先级：

μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)

其中，μ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级；

ΔR_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的速率增益因子；

θ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的服务质量因子。

优选地，所述可用RB为所述D2D用户组可复用的蜂窝用户下行链路RB；以及

所述第一确定单元，具体用于通过下述公式确定每一D2D用户组DU_j的速率增益因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，D2D用户组DU_j在时隙t上的传输速率；

表示蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

i＝1...M，M为蜂窝用户的数量；

j＝1...N；

t＝1...n。

优选地，所述第一确定单元，具体用于分别通过下述公式获取

其中：

所述D2D用户组DU_j包含一个发送用户与一个接收用户；

B为RB的带宽；

σ²为高斯白噪声；

P^c为基站的发射功率；

为D2D用户组DU_j中发送用户的发射功率；

表示基站与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与接收用户之间在时隙t上的传输增益；

表示基站与D2D用户组DU_j接收用户之间在时隙t上的传输增益。

优选地，所述第一确定单元，具体用于通过下述公式确定D2D用户组DU_j的服务质量因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j的需求速率；

表示D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率，α+β＝1；

表示D2D用户组DU_j在上一时隙上的平均传输速率，

优选地，所述分配单元，具体用于利用预设的调度偏移序列，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

优选地，所述分配单元，具体用于通过下述方式确定所述调度偏移序列：

其中，L为当前时隙上可用RB的数量，Q为分配到当前时隙上的D2D用户组的数量，Q＝N/n，0≤k≤Q，(x·Q-k)≤L；

表示D2D用户组q调度的RB的索引编号，q＝Q,Q-1,Q-2,…,Q-k,1。

本发明的有益效果包括：

本发明实施例提供的D2D通信资源调度方法和装置中，首先将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙，在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，速率增益因子为D2D用户组复用RB后的速率增益，服务质量因子为D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况，针对待调度的每一D2D用户组，根据速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级，再根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，分配到当前时隙上，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB，其中，N为待调度D2D用户组的数量。本技术方案在一个调度周期内，定义速率增益因子及服务质量因子来共同确定各D2D用户组的调度优先级，再根据各用户组的调度优先级将待调度的D2D用户组均匀地分布在每个时隙上，这种周期内的均衡分配方式具有较好的均衡指标性能，从而在满足每个D2D用户服务质量需求的同时，使得每个时隙上的D2D用户组数量降到最低，保证每个时隙上的D2D用户组能够复用到足够多的RB，解决了资源调度不公平及资源冲突问题，减少了信令开销，并大大降低了资源分配模型的计算复杂度，保证了资源调度分配过程的实时性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为蜂窝通信以及D2D通信链路模型示意图；

图2为本发明实施例中，D2D通信资源调度方法的实施流程示意图；

图3为本发明实施例中，D2D用户组可复用的蜂窝用户下行链路的RB组成的二维资源平面示意图；

图4本发明实施例中，D2D通信资源调度装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种D2D通信资源调度方法及装置，具有较好的均衡指标性能，解决了资源调度不公平及资源冲突问题，减少了信令开销，并大大降低了资源分配模型的计算复杂度，保证了资源调度分配过程的实时性。

在LTE系统下的一个通用的蜂窝网络中，小区中配有一个基站，该网络利用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术将频谱资源划分为一系列正交的子载波分配给不同的蜂窝用户。如图1所示，其为蜂窝通信以及D2D通信链路模型示意图，蜂窝用户11与蜂窝用户12通过基站10进行通信，蜂窝通信过程由基站转接分为二个阶段：发射机(蜂窝用户11)到基站，即上行链路；基站到接收机(蜂窝用户12)，即下行链路。D2D用户13和D2D用户14不必通过基站10，而通过复用蜂窝用户的RB的方式建立D2D通信链路直接进行通信。

需要说明的是，D2D用户通常以发送用户与接收用户组成的一组用户出现，本发明实施例中均以D2D用户组进行表述。

基于此，本发明实施例提供的D2D通信资源调度方法的实施原理是：本发明实施例提供的D2D通信资源调度方法和装置中，首先将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙，在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，速率增益因子为D2D用户组复用RB后的速率增益，服务质量因子为D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况，针对待调度的每一D2D用户组，根据速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级，再根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，分配到当前时隙上，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB，其中，N为待调度D2D用户组的数量。本技术方案在一个调度周期内，定义速率增益因子及服务质量因子来共同确定各D2D用户组的调度优先级，再根据各用户组的调度优先级将待调度的D2D用户组均匀地分布在每个时隙上，这种周期内的均衡分配方式具有较好的均衡指标性能，从而在满足每个D2D用户服务质量需求的同时，使得每个时隙上的D2D用户组数量降到最低，保证每个时隙上的D2D用户组能够复用到足够多的RB，解决了资源调度不公平及资源冲突问题，减少了信令开销，并大大降低了资源分配模型的计算复杂度，保证了资源调度分配过程的实时性。

以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图2所示，其为本发明实施例提供的D2D通信资源调度方法的实施流程示意图，可以包括以下步骤：

S21、在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，所述速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，所述服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况。

具体实施时，D2D用户组可复用的蜂窝用户资源的最小调度资源单位为1RB，一个RB的带宽为180KHz，在频域上由12个带宽为15KHz的子载波组成，在时域上包含7个OFDM符号，一个RB在时频上实际上是一个0.5ms、带宽为180KHz的载波。例如，LTE系统在10M带宽下，除去冗余，可用RB数为50个，在20M带宽下，除去冗余，可用RB数为100个。如图3所示，将可复用的蜂窝用户下行链路RB组合为一个包含时域与频域的二维资源平面，将时域上的一个调度周期T划分为n个等长的时隙T₁、T₂……T_n，n为大于等于1的整数，每个时隙的长度均为一个TTI(Transmission Time Interval，传输时间间隔)时隙：1ms，在频域上包含当前所有可复用的蜂窝用户下行链路RB。首先确定待调度的每一个D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，其中，速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况。

具体地，定义蜂窝小区中存在M个蜂窝用户，CU_i(i＝1...M)表示第i个蜂窝用户，D2D用户组DU_j(j＝1...N)表示第j个待调度的D2D用户组，则可以通过下述公式确定每一D2D用户组DU_j在时隙t上的速率增益因子：

其中：

ΔR_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的速率增益因子；

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，D2D用户组DU_j在时隙t上的传输速率；

表示蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

t＝1...n，n为大于等于1的整数。

具体地，在高斯白噪声σ²的影响下，蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率可以分别通过下述公式获取：

其中，B为RB的带宽，σ²为高斯白噪声，P^c为基站的发射功率，表示基站与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益。由于当D2D用户组复用蜂窝用户下行链路资源时，基站将会对D2D用户组接收用户产生干扰影响，D2D用户组发送用户将会对蜂窝用户产生干扰影响，此时蜂窝用户CU_i与D2D用户组DU_j在时隙t上可获得的传输速率可以分别通过下述公式获取：

其中：

所述D2D用户组DU_j包含一个发送用户与一个接收用户；

为D2D用户组DU_j中发送用户的发射功率；

表示D2D用户组DU_j发送用户与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与接收用户之间在时隙t上的传输增益；

表示基站与D2D用户组DU_j接收用户之间在时隙t上的传输增益。

具体实施时，可以通过下述公式确定D2D用户组DU_j在时隙t上的服务质量因子：

其中：

θ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的服务质量因子；

表示D2D用户组DU_j的需求速率；

表示D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率，α+β＝1；

表示D2D用户组DU_j在上一时隙上的平均传输速率，

需要说明的是，为预设的D2D用户组DU_j在时隙t上的需求速率值，D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率通过D2D用户组DU_j在时隙t上的传输速率与其在时隙t-1上的平均传输速率的加权更新，使得用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率的表征更为准确，减少了抖动。

S22、针对每一D2D用户组，根据所述速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级。

具体实施时，针对每一D2D用户组，可以按照以下公式确定该D2D用户组的调度优先级：

μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)

其中，μ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级。

在步骤S21中，当D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率大于需求速率时，θ_j(t)＜1，此时θ_j(t)与ΔR_j(t)作用将会限制D2D用户组DU_j实际取得的速率，由公式μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)可以将此时D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级μ_j(t)降低；反之，当D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率小于需求速率时，θ_j(t)＞1，此时θ_j(t)与ΔR_j(t)作用将会夸大D2D用户组DU_j实际取得的速率，由公式μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)可以将此时D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级μ_j(t)提升，由此动态均衡服务质量与速率的动态关系。

S23、根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，其中，N为待调度D2D用户组的数量，n为大于等于1的整数。

本步骤中，根据确定出的各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，将这N/n个D2D用户组分配到当前时隙上，其中，N为待调度D2D用户组的数量。从而在一个调度周期内，每个时隙上可以均匀地分配N/n个D2D用户组。假设待调度的D2D用户组有100个，在一个调度周期内包含5个时隙，在任一时隙上确定出这100个D2D用户组各自的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前100/5＝20个D2D用户组，将这20个D2D用户组分配到当前时隙上，分配完以后，再进入下一时隙。假设当前时隙为第1时隙，通过上述方法为第1时隙分配20个D2D用户组之后，再进入第2时隙，同样在第2时隙上确定出这100个D2D用户组各自的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前20个D2D用户组，将这20个D2D用户组分配到第2时隙上，再进入下一时隙，用同样的方法直至为该调度周期内的所有5个时隙各分配20个D2D用户组。在为各时隙分配D2D用户组时，根据服务质量因子及速率增益的调节自适应地调整各D2D用户组的调度优先级μ_j(t)，使得所有待调度的D2D用户组可以均衡地分配在一个调度周期的各时隙上。需要说明的是，在一个调度周期内，可以按照时隙的排列顺序为各时隙分配D2D用户组，也可以不按时隙的排列顺序为各时隙分配D2D用户组，只要保证每个时隙都分配一遍D2D用户组即可，此处对为各时隙分配D2D用户组的顺序不作限定。

S24、为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

具体实施时，利用预设的调度偏移序列，为选择出的N/n个D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

将当前时隙内可复用的RB索引编号如下：

ω_c＝{1,2,3,....,L}

将分配到当前时隙上的D2D用户组索引编号如下：

ω_d＝{1,2,3,....,Q}

预设调度偏移序列为：

其中，L为当前时隙上可用RB的数量，Q为分配到当前时隙上的D2D用户组的数量，即Q＝N/n，0≤k≤Q，(x·Q-k)≤L；表示D2D用户组q调度的RB的索引编号，q＝Q,Q-1,Q-2,…,Q-k,1例如：当前时隙上可复用的RB有10个，分别标记为：RB₁,RB₂,......RB₁₀，分配到当前时隙上3个D2D用户组(即L＝10，Q＝3)，则调度偏移序列如下：

则D2D用户组DU₃使用RB₃,RB₆,RB₉，D2D用户组DU₂使用RB₂,RB₅,RB₈，D2D用户组DU₁使用RB₁,RB₄,RB₇,RB₁₀。

每个时隙上的D2D用户组均使用上述序列自适应地选取可复用的RB，降低了分配的复杂度，节约了信令开销，避免了资源竞争冲突问题，。

当前调度周期RB分配完毕以后，再进入下一调度周期，按照S21～S24同样的实施流程为D2D用户组进行通信资源调度，降低了资源分配模型的计算复杂度，以保证资源调度分配过程的实时性。

本发明实施例提供的方法，首先将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙，在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，速率增益因子为D2D用户组复用RB后的速率增益，服务质量因子为D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况，针对待调度的每一D2D用户组，根据速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级，再根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，分配到当前时隙上，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB，其中，N为待调度D2D用户组的数量。本技术方案在一个调度周期内，定义速率增益因子及服务质量因子来共同确定各D2D用户组的调度优先级，再根据各用户组的调度优先级将待调度的D2D用户组均匀地分布在每个时隙上，这种周期内的均衡分配方式具有较好的均衡指标性能，从而在满足每个D2D用户服务质量需求的同时，使得每个时隙上的D2D用户组数量降到最低，保证每个时隙上的D2D用户组能够复用到足够多的RB，解决了资源调度不公平及资源冲突问题，减少了信令开销，并大大降低了资源分配模型的计算复杂度，保证了资源调度分配过程的实时性。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种D2D通信资源调度装置，由于上述装置解决问题的原理与上述D2D通信资源调度方法相似，因此上述装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

如图4所示，其为本发明实施例提供的D2D通信资源调度装置的结构示意图，可以包括：

划分单元31，用于将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙；

第一确定单元32，用于在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，所述速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，所述服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况；

第二确定单元33，用于针对每一D2D用户组，根据所述第一确定单元确定出的速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级；

选择单元34，用于根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，其中，N为待调度D2D用户组的数量，n为大于等于1的整数；

分配单元35，用于为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

较佳地，所述第二确定单元具体用于：

针对每一D2D用户组，按照以下公式确定该D2D用户组的调度优先级：

μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)

其中，μ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级；

ΔR_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的速率增益因子；

θ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的服务质量因子。

较佳地，所述可用RB为所述D2D用户组可复用的蜂窝用户下行链路RB；以及

所述第一确定单元，具体用于通过下述公式确定每一D2D用户组DU_j的速率增益因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，D2D用户组DU_j在时隙t上的传输速率；

表示蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

i＝1...M，M为蜂窝用户的数量；

j＝1...N；

t＝1...n。

较佳地，所述第一确定单元，具体用于分别通过下述公式获取

其中：

所述D2D用户组DU_j包含一个发送用户与一个接收用户；

B为RB的带宽；

σ²为高斯白噪声；

P^c为基站的发射功率；

为D2D用户组DU_j中发送用户的发射功率；

表示基站与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与接收用户之间在时隙t上的传输增益；

表示基站与D2D用户组DU_j接收用户之间在时隙t上的传输增益。

较佳地，所述第一确定单元，具体用于通过下述公式确定D2D用户组DU_j的服务质量因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j的需求速率；

表示D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率，α+β＝1；

表示D2D用户组DU_j在上一时隙上的平均传输速率，

较佳地，所述分配单元，具体用于利用预设的调度偏移序列，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

较佳地，所述分配单元，具体用于通过下述方式确定所述调度偏移序列：

其中，L为当前时隙上可用RB的数量，Q为分配到当前时隙上的D2D用户组的数量，Q＝N/n，0≤k≤Q，(x·Q-k)≤L；

表示D2D用户组q调度的RB的索引编号，q＝Q,Q-1,Q-2,…,Q-k,1。

为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种设备到设备D2D通信资源调度方法，其特征在于，将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙；以及

所述方法，包括：

在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，所述速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，所述服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况；

针对每一D2D用户组，根据所述速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级；

根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，其中，N为待调度D2D用户组的数量，n为大于等于1的整数；

为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每一D2D用户组，根据所述速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级，具体包括：

针对每一D2D用户组，按照以下公式确定该D2D用户组的调度优先级：

μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)

其中，μ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级；

ΔR_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的速率增益因子；

θ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的服务质量因子。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述可用RB为所述D2D用户组可复用的蜂窝用户下行链路RB；以及

通过下述公式确定每一D2D用户组DU_j的速率增益因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，D2D用户组DU_j在时隙t上的传输速率；

表示蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

i＝1...M，M为蜂窝用户的数量；

j＝1...N；

t＝1...n。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，分别通过下述公式获取

其中：

所述D2D用户组DU_j包含一个发送用户与一个接收用户；

B为RB的带宽；

σ²为高斯白噪声；

P^c为基站的发射功率；

为D2D用户组DU_j中发送用户的发射功率；

表示基站与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与接收用户之间在时隙t上的传输增益；

表示基站与D2D用户组DU_j接收用户之间在时隙t上的传输增益。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过下述公式确定D2D用户组DU_j的服务质量因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j的需求速率；

表示D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率，α+β＝1；

表示D2D用户组DU_j在上一时隙上的平均传输速率，

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB，具体包括：

利用预设的调度偏移序列，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过下述方式确定所述调度偏移序列：

其中，L为当前时隙上可用RB的数量，Q为分配到当前时隙上的D2D用户组的数量，Q＝N/n，0≤k≤Q，(x·Q-k)≤L；

表示D2D用户组q调度的RB的索引编号，q＝Q,Q-1,Q-2,…,Q-k,1。

8.一种设备到设备D2D通信资源调度装置，其特征在于，包括：

划分单元，用于将时域上的一个调度周期划分为n个等长的时隙；

第一确定单元，用于在当前调度周期包含的任一时隙，分别确定待调度的每一D2D用户组的速率增益因子以及服务质量因子，所述速率增益因子用于表征D2D用户组复用RB后的速率增益，所述服务质量因子用于表征D2D用户组在当前时隙上的需求速率满足情况；

第二确定单元，用于针对每一D2D用户组，根据所述第一确定单元确定出的速率增益因子和服务质量因子确定该D2D用户组的调度优先级；

选择单元，用于根据各D2D用户组的调度优先级，按照优先级由高至低的顺序选择前N/n个D2D用户组，其中，N为待调度D2D用户组的数量，n为大于等于1的整数；

分配单元，用于为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述第二确定单元，具体用于针对每一D2D用户组，按照以下公式确定该D2D用户组的调度优先级：

μ_j(t)＝θ_j(t)·ΔR_j(t)

其中，μ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的调度优先级；

ΔR_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的速率增益因子；

θ_j(t)表示D2D用户组DU_j在时隙t上的服务质量因子。

10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述可用RB为所述D2D用户组可复用的蜂窝用户下行链路RB；以及

所述第一确定单元，具体用于通过下述公式确定每一D2D用户组DU_j的速率增益因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

表示D2D用户组DU_j复用蜂窝用户CU_i下行链路RB时，D2D用户组DU_j在时隙t上的传输速率；

表示蜂窝用户CU_i在时隙t上的传输速率；

i＝1...M，M为蜂窝用户的数量；

j＝1...N；

t＝1...n。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述第一确定单元，具体用于分别通过下述公式获取

其中：

所述D2D用户组DU_j包含一个发送用户与一个接收用户；

B为RB的带宽；

σ²为高斯白噪声；

P^c为基站的发射功率；

为D2D用户组DU_j中发送用户的发射功率；

表示基站与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与蜂窝用户CU_i之间在时隙t上的传输增益；

表示D2D用户组DU_j发送用户与接收用户之间在时隙t上的传输增益；

表示基站与D2D用户组DU_j接收用户之间在时隙t上的传输增益。

12.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，

所述第一确定单元，具体用于通过下述公式确定D2D用户组DU_j的服务质量因子：

其中：

表示D2D用户组DU_j的需求速率；

表示D2D用户组DU_j在时隙t上的平均传输速率，α+β＝1；

表示D2D用户组DU_j在上一时隙上的平均传输速率，

13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述分配单元，具体用于利用预设的调度偏移序列，为选择出的D2D用户组分配当前时隙所包含的可用RB。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，

所述分配单元，具体用于通过下述方式确定所述调度偏移序列：

其中，L为当前时隙上可用RB的数量，Q为分配到当前时隙上的D2D用户组的数量，Q＝N/n，0≤k≤Q，(x·Q-k)≤L；

表示D2D用户组q调度的RB的索引编号，q＝Q,Q-1,Q-2,…,Q-k,1。