D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配方法、装置及系统

摘要

本发明提供了一种D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配方法、装置及系统，该方法包括：S1.查找符合预设条件的可进行资源共享的蜂窝用户和D2D用户链接之间的所有可行共享组合对；S2.建立D2D用户链接与可行共享组合对的蜂窝用户及蜂窝用户资源之间的对应关系；S3.根据所述对应关系将处于劣势的D2D用户链接与可被资源共享的D2D用户链接个数最少的蜂窝用户进行蜂窝用户资源共享，所述处于劣势的D2D用户链接为可共享蜂窝用户资源个数最少的D2D用户链接。本发明在一定程度上使尽可能多的用户完成匹配，保证了D2D用户和蜂窝用户的满意度，并且在较少性能损失的情况下大幅度降低了计算复杂度，节约了系统资源。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种D2D用户链接与蜂 窝用户共享资源的分配方法、装置及系统。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，我国移动通信系统已逐步迈进 3G时代并进一步向4G发展，LTE(Long Term Evolution)系统作为3G 向4G的过渡已经成为现代通信技术的热点，但是，近年来随着移动 通信的迅猛发展，系统带宽需求的不断增大，带宽的分配变得越来越 拥挤，而且目前可用于移动通信的频谱资源又十分有限，所以最大限 度的利用系统现有的频谱资源增加系统吞吐量成为了一种必然趋势。 为了解决这一问题，D2D(Device-to-Device)通信技术应运而生。

根据D2D通信使用的频谱资源的不同，可以将D2D通信分为两 类：使用蜂窝系统资源的D2D通信和使用非授权频带的D2D通信。其 中，使用蜂窝系统资源的D2D通信即D2D用户和蜂窝用户共享蜂窝资 源。根据现有研究可将蜂窝用户和D2D用户之间的资源共享模式分为 两种：正交模式和非正交模式。正交模式是指两种用户使用不同的时 频资源(在LTE网络指的就是物理资源块PRB(Physical Resource  Block))，也就是说，使用这种模式时，两种用户间不会发生相互干扰； 非正交模式是指两种用户使用同一频谱或时隙资源(物理资源块)， 这样的话，两种用户之间就会产生相互干扰，使LTE的干扰环境更 加复杂。其中使用非正交模式的D2D通信能进一步提高蜂窝频谱的频 谱利用率；并且所有的蜂窝设备都可以使用这种通信模式，而且由于 蜂窝频谱是完全受到基站控制的，用户的服务质量QoS(Quality of  Service)要求比较容易能得到满足。

在蜂窝网络中非正交资源共享模式下，D2D用户与蜂窝用户使用 同一资源块。两个通过D2D进行通信的用户称为一个D2D用户链接。 在进行资源共享时，由于资源块大小不同，有以下几种资源共享共享 可能：一个D2D用户链接共享一个蜂窝用户的资源块；一个D2D用户 链接共享多个蜂窝用户的资源块；多个D2D用户链接共享同一蜂窝用 户的资源块。然而，在该D2D通信模式中，控制由于共用频谱资源 带来的干扰是一个难题；功率控制和干扰管理往往需要借助于高复杂 度的资源管理方法，从而带来额外的开销。因此，D2D用户和蜂窝用 户之间的资源分配至关重要。为解决这一问题，现有技术中，有的采 取随机接入方案，有的只关注于D2D用户和蜂窝用户中某一方的选 择，有的则通过穷举搜索来实现，例如，采用传统的KM(Kuhn－ Munkras)算法。其中KM算法是匈牙利算法的一种，是用来解决最 大权匹配问题的，它通过给每个顶点设定一个标号(称为顶标)来把 求最大权匹配的问题转化为求最大匹配的问题，该算法是通过不停迭 代更改顶标来完成最大权匹配的。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问 题：现有的用户资源匹配方法虽然能一定程度上完成用户资源分配问 题，但若是随机进行匹配，匹配满意度和可达到的系统性能都较低； 若是只考虑D2D用户和蜂窝用户其中某一方的选择，则缺乏公平性， 用户双方满意度较低；传统的KM算法虽然能使系统性能最优化，但 是相应的复杂度也大，特别是当功率优化等因素也加以考虑时，用户 匹配所花的计算时间将大大增加。然而，LTE中物理层调度的基本单 位是1ms，几秒钟的计算时间都将导致非常大的调度延迟。

发明内容

为了能够在一定程度上使尽可能多的D2D用户完成蜂窝用户资 源的匹配，同时保证D2D用户和蜂窝用户的满意度，并且在较少性 能损失的情况下大幅度降低计算复杂度，节约系统资源，本发明提供 了一种D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配方法，所述方法包 括：

S1.查找符合预设条件的可进行资源共享的蜂窝用户和D2D用 户链接之间的所有可行共享组合对；

S2.建立D2D用户链接与可行共享组合对的蜂窝用户及蜂窝用 户资源之间的对应关系；

S3.根据所述对应关系将处于劣势的D2D用户链接与可被资源 共享的D2D用户链接个数最少的蜂窝用户进行蜂窝用户资源共享， 所述处于劣势的D2D用户链接为可共享蜂窝用户资源个数最少的 D2D用户链接。

优选地，所述预设条件包括：用户服务质量要求、安全等级要 求、最低安全容量、最高误码率、以及用户最大发射功率限制门限 中的一种或多种。

优选地，当蜂窝网络中同时具有多个可被资源共享的D2D用户 链接个数最少的蜂窝用户时，所述步骤S3包括：

在上述的多个蜂窝用户和当前所有D2D用户链接中，分别对每 一个蜂窝用户和D2D用户链接组合进行联合功率优化，得到每一组 对应的最大目标系统报酬；

选择使目标系统报酬最大的蜂窝用户和D2D用户链接组合进行 蜂窝用户资源共享。

优选地，所述方法还包括：

如果当前蜂窝用户没有可进行资源共享的D2D用户链接，则为 当前蜂窝用户保留自身的的蜂窝用户资源。

优选地，所述方法还包括：

如果当前D2D用户链接没有可进行资源共享的蜂窝用户，则为 当前D2D用户链接分配其它频带资源。

本发明还提出来一种D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配 装置，所述装置包括：

查找模块，用于查找符合预设条件的可进行资源共享的蜂窝用 户和D2D用户链接之间的所有可行共享组合对；

关系建立模块，用于建立D2D用户链接与可行共享组合对的蜂 窝用户及蜂窝用户资源之间的对应关系；

第一资源分配模块，用于根据所述对应关系将处于劣势的D2D 用户链接与可被资源共享的D2D用户链接个数最少的蜂窝用户进行 蜂窝用户资源共享，所述处于劣势的D2D用户链接为可共享蜂窝用 户资源个数最少的D2D用户链接。

优选地，当蜂窝网络中同时具有多个可被资源共享的D2D用户 链接个数最少的蜂窝用户时，所述第一资源分配模块包括：

联合功率优化单元，用于在上述的多个蜂窝用户和当前所有 D2D用户链接中，分别对每一个蜂窝用户和D2D用户链接组合进行 联合功率优化，得到每一组对应的最大目标系统报酬；

资源分配单元，用于选择使目标系统报酬最大的蜂窝用户和 D2D用户链接组合进行蜂窝用户资源共享。

优选地，所述装置还包括：

第二资源分配模块，用于在当前蜂窝用户没有可进行资源共享 的D2D用户链接，为当前蜂窝用户保留自身的的蜂窝用户资源。

优选地，所述装置还包括：

第三资源分配模块，用于在当当前D2D用户链接没有可进行资 源共享的蜂窝用户，为当前D2D用户链接分配其它频带资源。

本发明还提供了一种D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配 系统，该系统包括上述任一D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分 配装置。

采用本发明提出的D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配方 法、装置及系统，不强制要求D2D用户共享蜂窝用户资源，在保证 基本用户服务质量的基础上，进行D2D用户和蜂窝用户资源的匹配， 在一定程度上使尽可能多的用户完成匹配，既保证了D2D用户和蜂 窝用户的满意度，并且在较少性能损失的情况下大幅度降低了计算复 杂度，节约了系统资源。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示 意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明一种D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配方法 的流程图；

图2为本发明实施例一的应用场景示意图；

图3为本发明实施例一中提出的二分图的示意图；

图4为本发明实施例中D2D用户链接个数M固定时，以 及蜂窝用户个数N对总数据速率的影响结果示意图；

图5为本发明实施例中蜂窝用户个数N固定时，以及 D2D用户链接个数M对总数据速率的影响结果示意图；

图6为本发明实施例中不同算法计算时间的对比示意图；

图7为本发明一种D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配装置 的模块图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有 做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护 的范围。

图1为本发明实施例一提出的一种D2D用户链接与蜂窝用户共 享资源的分配方法流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

S1.查找符合预设条件的可进行资源共享的蜂窝用户和D2D用 户链接之间的所有可行共享组合对。

本发明实施例中，预设条件包括：用户服务质量要求、安全等 级要求、最低安全容量、最高误码率、以及用户最大发射功率限制 门限中的一种或多种。

S2.建立D2D用户链接与可行共享组合对的蜂窝用户及蜂窝用 户资源之间的对应关系。其中，本发明实施例中提出的对应关系包 括多种，如蜂窝用户资源和D2D用户链接一对一匹配；单个蜂窝用 户资源块给多个D2D用户链接，甚至D2D用户链接簇使用；多个 蜂窝用户资源块组成更大的资源单位供单个D2D用户链接或者 D2D用户簇使用。

S3.根据所述对应关系将处于劣势的D2D用户链接与可被资源 共享的D2D用户链接个数最少的蜂窝用户进行蜂窝用户资源共享， 所述处于劣势的D2D用户链接为可共享蜂窝用户资源个数最少的 D2D用户链接。

本发明采用双向逆序选择算法，首先对任意蜂窝用户资源，先 确定符合QoS要求并能进行资源共享的D2D用户集合，从处于劣势 的D2D用户链接开始，选择拥有可匹配的D2D用户链接数量最少 的蜂窝用户匹配成对，进行资源共享，并进行功率优化得到相应的 最大目标系统报酬。所述目标系统报酬与SNR信噪比相关，可根据 系统需求进行设置，可以是一对蜂窝用户和D2D链接的数据速率之 和或安全速率之和、蜂窝用户的数据速率与D2D链接的安全速率之 和，或蜂窝用户的安全速率与D2D链接的数据速率之和等，也可以 是全部配对好的蜂窝用户和D2D链接的数据速率之和或安全速率 之和、全部配对中的蜂窝用户的数据速率与D2D链接的安全速率之 和，或蜂窝用户的安全速率与D2D链接的数据速率之和等。在本发 明中优选地采用全部配对好的蜂窝用户和D2D链接的数据速率之 和作为目标系统报酬对本发明进行详细说明。之后，再依次对除已 配对用户以外的其他用户重复上一过程。由于在本发明实施例中， 不满足基本QoS要求的用户不参与资源共享匹配，因此能在一定程 度上保证整体的匹配满意度，并且不需要进行大量的迭代，从而大 幅度降低复杂度。

在本发明实施例中，当蜂窝网络中同时具有多个可被资源共享 的D2D用户链接个数最少的蜂窝用户时，所述步骤S3包括：

在上述的多个蜂窝用户和当前所有D2D用户链接中，分别对每 一个蜂窝用户和D2D用户链接组合进行联合功率优化，得到每一组 对应的最大目标系统报酬，选择使目标系统报酬最大的蜂窝用户和 D2D用户链接组合进行蜂窝用户资源共享。

在本发明实施例中，在满足预设条件下，并不是所有的蜂窝用 户和D2D用户之间都可以进行资源共用的，因此，可能存在蜂窝用 户单独使用频谱资源、D2D用户链接使用正交频段而非与蜂窝用户 共享资源等情况出现，其中，如果当前蜂窝用户没有可进行资源共 享的D2D用户链接，则为当前蜂窝用户保留自身的的蜂窝用户资源。 如果当前D2D用户链接没有可进行资源共享的蜂窝用户，则为当前 D2D用户链接分配其它频带资源，如正交频带。

下面以如图2所示的场景，通过具体的实施例对本发明进行详 细说明。

在该蜂窝内，假设有M个D2D用户链接和N个蜂窝用户，使 用网络的上行链路资源。因此，用C＝{1,2,...,N}和D＝{1,2,...,M}来 分别表示D2D用户链接和蜂窝用户的集合。同时我们设定场景中的 节点是静止或者低速运动的，从而能获得信道状态信息(CSI)。同 时，对D2D用户链接和蜂窝用户均采用大规模路径损耗信道模型。

假设：每个活跃的用户只使用一个单位的资源块；每个D2D用 户链接在同一时刻最多能使用一个单位的资源块；基站控制着用户 通信的以下信息：

--噪声功率

--蜂窝用户i到基站之间的上行链路信道增益g_i,B及D2D用户 链接j之间的信道增益g_j；

--D2D用户链接的发送端到基站之间的干扰链接的信道增益 h_j,B；

--蜂窝用户i的发送功率和D2D用户链接j的发送功率

--蜂窝用户i到D2D用户链接之间的信道增益h_i,j；

本发明实施例中将蜂窝用户和资源块之间的关系以及D2D用户 链接和资源块之间的关系采用二分图表示，如图3所示，并在二分 图中加入了一些虚拟节点，并不强制要求用户资源之间的匹配，即 不强制要求D2D用户与蜂窝用户共享同一资源；

首先，对于蜂窝用户i和D2D用户链接j，定义一个匹配的指示 变量q_i,j，并且q_i,j∈{0,1}。当第j个D2D用户对复用第i个蜂窝用户 的频谱资源的时候，q_i,j＝1，其他时候q_i,j＝0.由于在同一时刻一个 D2D用户链接最多只能使用一个蜂窝用户的资源，一个蜂窝用户的 资源也最多只能给一个D2D用户链接共用，因此，

用f_i和h_j分别表示蜂窝用户i和D2D用户链接j的目标函数， 蜂窝用户和D2D用户均有各自的QoS要求，表现为 因此，我们的目标就是在满足QoS要求和功率限 制条件的前提下，使目标函数最大化，即：

$\left(\begin{array}{cc}\underset{\{q_{i,j},P_i^c,P_j^d\}}{\max }& \underset{i}{\Sigma }(f_i+\underset{j}{\Sigma }{q}_{i,j}{h}_j)---\left(1a\right)\end{array}\right)$

$f_i^c\ge f_{i,\min }^c,h_j^d\ge h_{j,\min }^d---\left(1b\right)$

$P_i^c\le P_{i,\max }^c,P_j^d\le P_{j,\max }^d---\left(1c\right)$

其中，f_i为蜂窝用户的服务质量QoS；h_j为D2D用户链接的服 务质量QoS；为蜂窝用户的最小服务质量QoS要求，为D2D 用户链接的最小服务质量QoS要求；q_i,j为蜂窝用户i和D2D用户 链接j的匹配指示变量，q_i,j∈{0,1}，当第j个D2D用户对复用第i 个蜂窝用户的频谱资源的时候，q_i,j＝1，其他时候q_i,j＝0；为蜂窝 用户i的发送功率；为D2D用户链接j的发送功率；分 别表示蜂窝用户和D2D用户链接的最大功率限制；

在QoS要求和功率的限制下，不是所有的蜂窝用户和D2D用户 之间都可以进行资源共用的，因此，可能存在蜂窝用户单独使用频 谱资源、D2D用户链接使用正交频段而非与蜂窝用户共享资源等情 况出现，如图3的二分图所示，图中的上部分是由N个蜂窝用户资 源和M个正交的D2D频段资源组成，下面部分是由N个蜂窝用户 和M个活跃的D2D用户链接组成。因此，若是没有D2D用户链接 能满足限制条件从而使用第i个蜂窝用户频段资源，第i个蜂窝用户 频段就单独给第i个蜂窝用户使用，对应的边权值为：

$w_{i,i}=\underset{P_i^c\le P_{i,\max }^c,P_j^d=0}{\max }{f}_i,i=1,...,N---\left(2a\right)$

同样的，若是一个D2D用户链接找不到蜂窝用户来共享资源， 则分配单独的正交频段，对应的边权值为：

w_N+j,N+j＝0,j＝1,...,M        (2b)

其他边权值定义如下：

$w_{i,N+i}=\underset{\left(\begin{array}{c}{P}_i^c\le P_{i,\max }^c,P_j^d\le P_{j,\max }^d\\ f_i^c\ge f_{i,\min }^c,h_j^d\ge h_{j,\min }^d\end{array}\right)}{\max }(f_i+h_j),\left(\begin{array}{c}i=1,...,N\\ j=1,...,M\end{array}\right)---\left(2c\right)$

因此，要完成蜂窝用户资源和D2D用户链接之间的匹配，即为 D2D用户链接选择合适的频谱资源进行利用，就要对匹配变量q_i,j进 行优化。

首先，要先进行判断哪些蜂窝用户和D2D用户链接之间可以进 行资源共享。用D⁽ⁱ⁾表示可以复用蜂窝用户i的频谱资源的D2D用 户链接的集合，C^(j)表示D2D用户链接j能复用的所有蜂窝资源的 集合。用分别表示蜂窝用户i和D2D用户链接j的信干扰比要 求。其中

${\xi }_i^c=\frac{P_i^c{g}_{i,B}}{\underset{j\in D}{\Sigma }{q}_{i,j}{P}_j^d{h}_{j,B}+{\sigma }_N^2},\forall i\in C---\left(3a\right)$

${\xi }_j^d=\frac{P_j^d{g}_j}{\underset{i\in C}{\Sigma }{q}_{i,j}{P}_i^c{h}_{i,j}+{\sigma }_N^2},\forall j\in D---\left(3a\right)$

因此，可以得到：

$D^{\left(i\right)}=\{j\in D:{\xi }_j^d(P_i^c,P_j^d)\ge {\xi }_{j,\min }^d\}---\left(4a\right)$

${\xi }_i^c\ge {\xi }_{i,\min }^c,P_i^c\le P_{i,\max }^c,P_j^d\le P_{j,\max }^d,\forall i\in C,\forall j\in D---\left(4b\right)$

其中分别表示蜂窝用户和D2D用户链接的最小信干 扰比要求。

对于蜂窝资源i，D⁽ⁱ⁾集合中最多只有一个D2D用户链接能满足 限制条件从而使用该频谱资源。

在实际应用中，f_i和h_j可以根据具体情况设定为多种指标：f_i 和h_j均为数据速率；f_i和h_j均为安全容量；f_i和h_j一个为数据速 率，一个为安全容量等等。在此，可将目标函数设定为蜂窝用户的 数据速率和D2D用户链接的数据速率之和。用分别表示蜂窝 用户和D2D用户链接的数据速率，即又有：

$R_i^c={\log }_2[1+\frac{P_i^c{g}_{i,B}}{\underset{j\in D^{\left(i\right)}}{\Sigma }{q}_{i,j}{P}_j^d{h}_{j,B}+{\sigma }_N^2}]---\left(5a\right)$

$R_j^d={\log }_2[1+\frac{P_j^d{g}_j}{\underset{i\in C^{\left(j\right)}}{\Sigma }{q}_{i,j}{P}_i^c{h}_{i,j}+{\sigma }_N^2}]---\left(5b\right)$

因此，目标函数的优化可表示为：

$\left(\begin{array}{cc}\underset{q_{i,j},P_i^c,P_j^d}{\max }& \underset{i\in C^{\left(j\right)},j\in D^{\left(i\right)}}{\Sigma }(R_i^c+q_{i,j}{R}_j^d)---\left(6\right)\end{array}\right)$

q_i,j取值的优化过程中，首先，采用双向逆序选择算法IPPO从 拥有最少可选边(人气最低)的D2D用户链接开始，选择拥有最少 可选边的蜂窝用户匹配成对，并进行功率优化得到相应的最大数据 速率。若有多个蜂窝用户同时具有最少可选边，则对这些边分别进 行功率优化得到对应的最大数据速率，即每条边对应的边权值，并 选择对应边权值最大的蜂窝用户进行匹配。然后再对除已配对用户 以外的其他用户重复上一过程。

由于本发明优先对可选边最少的D2D用户链接进行匹配，因此 能在一定程度上保证整体的匹配满意度，并且不需要进行大量的迭 代，从而大幅度降低复杂度。

例如：在一个半径为300m的单蜂窝网络中，取N个随机分布 的点作为蜂窝用户，取M对距离相近的服从泊松分布的点作为D2D 用户链接。设定路径损耗指数为3，天线增益为15dbi，${\xi }_{i,\min }^c={\xi }_{j,\min }^d=10\mathrm{dB},P_{i,\max }^c=24\mathrm{dB},P_{j,\max }^d=21\mathrm{dB}.$

图4和图5表示了蜂窝用户个数N，以及D2D用户 链接个数M对总数据速率的影响。从图4可看出，在M固定时， 总数据速率随着蜂窝用户个数N的增加而增加。原因是在M固定时， N越大，意味着D2D用户链接有更多的蜂窝用户资源可以选择，也 就可能有更优的匹配。同样的，如图5所示，在N固定时，在N大 于M时，M的增大意味着匹配成对个数的增加，即更多的D2D用 户链接意味着更好的匹配情况，因此总数据速率也随之增加。同时， 图4和图5中也可看出越大，总数据速率越大。

从两张图中也可看出，KM算法能获得最优的总数据速率，IPPO 算法次之，随机接入方案则最差。也可看出IPPO算法与KM算法 对应的系统性能差距相对于随机接入方案来说并不大。

图6所示是不同算法在不同参数下对应的计算时间。在统计计 算时间时，分两种情况：只考虑用户匹配(pairing only,PO)、考虑 用户匹配和功率优化(pairing and power optimization,PPO)。从图6 中可以看出，随着蜂窝用户个数N的增加，KM算法对应的计算时 间急剧增加，随机接入算法的计算时间最小，也几乎没有变化，IPPO 算法对应的计算时间也几乎不变，仅比随机接入算法所花时间大一 点。同样的，可以看出，PPO对应的计算时间比PO略微大一些。

从以上对比结果可以看出，采用IPPO算法取得的系统性能仅比 采取KM算法的次一点，介于KM算法和随机接入方法之间，然而 计算时间却相对KM算法大大缩减。

图7为本发明实施例二提出的一种D2D用户链接与蜂窝用户共 享资源的分配装置的模块图，如图7所示，所述装置包括：

查找模块201，用于查找符合预设条件的可进行资源共享的蜂窝 用户和D2D用户链接之间的所有可行共享组合对；

关系建立模块202，用于建立D2D用户链接与可行共享组合对 的蜂窝用户及蜂窝用户资源之间的对应关系；

第一资源分配模块203，用于根据所述对应关系将处于劣势的 D2D用户链接与可被资源共享的D2D用户链接个数最少的蜂窝用 户进行蜂窝用户资源共享，所述处于劣势的D2D用户链接为可共享 蜂窝用户资源个数最少的D2D用户链接。

其中，当蜂窝网络中同时具有多个可被资源共享的D2D用户链 接个数最少的蜂窝用户时，所述第一资源分配模块具体包括联合功 率优化单元和资源分配单元，其中，联合功率优化单元，用于在上 述的多个蜂窝用户和当前所有D2D用户链接中，分别对每一个蜂窝 用户和D2D用户链接组合进行联合功率优化，得到每一组对应的最 大目标系统报酬；资源分配单元，用于选择使目标系统报酬最大的 蜂窝用户和D2D用户链接组合进行蜂窝用户资源共享。

本发明实施例中，所述装置还包括：

第二资源分配模块，用于在当前蜂窝用户没有可进行资源共享 的D2D用户链接，为当前蜂窝用户保留自身的的蜂窝用户资源。

本发明实施例中，所述装置还包括：

第三资源分配模块，用于在当当前D2D用户链接没有可进行资 源共享的蜂窝用户，为当前D2D用户链接分配其它频带资源。

本发明实施例三还提出了一种D2D用户链接与蜂窝用户共享资 源的分配系统，该系统包括如图7所示的D2D用户链接与蜂窝用户 共享资源的分配装置。其中，D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的 分配装置以图7所示的结构来介绍技术方案。该D2D用户链接与蜂 窝用户共享资源的分配包括查找模块201，用于查找符合预设条件的 可进行资源共享的蜂窝用户和D2D用户链接之间的所有可行共享组 合对；关系建立模块202，用于建立D2D用户链接与可行共享组合 对的蜂窝用户及蜂窝用户资源之间的对应关系；第一资源分配模块 203，用于根据所述对应关系将处于劣势的D2D用户链接与可被资 源共享的D2D用户链接个数最少的蜂窝用户进行蜂窝用户资源共 享，所述处于劣势的D2D用户链接为可共享蜂窝用户资源个数最少 的D2D用户链接。此外，该系统的资源分配装置还可以包括：第二 资源分配模块，用于在当前蜂窝用户没有可进行资源共享的D2D用 户链接，为当前蜂窝用户保留自身的的蜂窝用户资源。第三资源分 配模块，用于在当当前D2D用户链接没有可进行资源共享的蜂窝用 户，为当前D2D用户链接分配其它频带资源。

采用本发明提出的D2D用户链接与蜂窝用户共享资源的分配方 法、装置及系统，具有如下优点：

本发明在进行资源匹配之前先确定可共享资源的用户集合，降低 计算复杂度，并为后续资源的双向选择匹配所需达到的QoS保障提 供了支持；

本发明从可选边最少的D2D用户链接开始选择可选边最少的蜂 窝用户资源进行匹配，依次下来，实现了尽可能多的用户和资源之间 的匹配，使更多D2D用户能进行通信，更多的资源能被复用，保证 了双方满意度，有效提高系统性能；

相对于KM算法，本发明不需对所有的边进行功率优化计算边权 值，并且D2D用户和蜂窝用户资源之间的匹配过程简单，不用像KM 算法一样需要进行不停迭代找最优匹配，大大降低计算时间；

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解 到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台 的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品 的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可 以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一 台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行 本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附 图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实 施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同 于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个 模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局 限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护 范围。