[發明專利]一種D2D通信中基于布倫特方法的帶有保障服務質量的能效優化發射功率控制方法有效
| 申請號： | 201510077144.1 | 申請日： | 2015-02-12 |
| 公開（公告）號： | CN104684062B | 公開（公告）日： | 2018-01-09 |
| 發明（設計）人： | 吳遠;陳佳超;何艷飛;錢麗萍 | 申請（專利權）人： | 浙江工業大學 |
| 主分類號： | H04W52/26 | 分類號： | H04W52/26;H04W52/36;H04W52/38 |
| 代理公司： | 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241 | 代理人： | 王利強 |
| 地址： | 310014 浙江省杭州市*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 d2d 通信 基于 布倫特 方法 帶有 保障 服務質量 能效 優化 發射 功率 控制 | ||
技術領域
本發明涉及D2D通信領域中，尤其是一種D2D通信中基于布倫特方法的帶有保障服務質量的能效優化發射功率控制方法。
背景技術
隨著人們對于數據需求的井噴式增長，在當用戶之間距離足夠近時就能夠通過對蜂窩網用戶的資源復用來實現D2D直接通信的模式有著越來越廣闊的發展前景，尤其在提升能量效率以及下一代無線網絡效率優化幅度方面更加值得期待。但是由于在D2D通信過程中，D2D通信用戶對網絡中的蜂窩網用戶進行了資源復用，不可避免的會產生干擾，影響蜂窩網用戶的通信質量。為了充分利用D2D通信的優勢，必須能夠控制由于資源復用所帶來的蜂窩網用戶與D2D通信用戶之間干擾的問題。因此，本發明實現在最大化D2D通信用戶能量效率的同時保障網絡中包括D2D通信用戶以及蜂窩網用戶在內所有用戶的服務質量，是十分有意義的。
發明內容
為了彌補現有的關于D2D通信能效最優化控制方案并未考慮發射機電路基本功率消耗及其影響的不足。本發明提供一種考慮發射機基本電路功耗、最優化用戶能量使用效率、提高資源利用率的D2D通信中基于布倫特方法的帶有保障服務質量的能效優化發射功率控制方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
一種D2D通信中基于布倫特方法的帶有保障服務質量的能效優化發射功率控制方法，所述控制方法包括以下步驟：
(1)在D2D通信中，設定最優化問題為：實現最大化D2D通信用戶的能量效率同時保證包括D2D通信用戶和蜂窩網用戶的服務質量，采用控制D2D通信用戶和蜂窩網用戶的發射功率的方法，將該最優化問題描述為問題P1：
受限制于：
在問題P1中，各參數定義如下：
p：蜂窩網用戶的發射功率；
q：D2D通信用戶的發射功率；
h：D2D通信中發射機為其電路基本運作的功率消耗，發射功率除外；
蜂窩網用戶的吞吐量要求；
D2D通信用戶的吞吐量要求；
蜂窩網用戶的最大發射功率；
D2D通信用戶的最大發射功率；
gdd：D2D通信中發射用戶到D2D通信中接收用戶之間的信道增益；
gcB：蜂窩網用戶到蜂窩網基站之間的信道增益；
gdc：D2D通信中發射用戶到蜂窩網基站之間的信道增益；
gcd：蜂窩網用戶到D2D通信中接收用戶之間的信道增益；
Rc(p，q)：蜂窩網用戶的上行鏈路的吞吐量；
Rd(p，q)：D2D通信用戶的吞吐量；
n0：背景噪聲功率；
(2)利用公式將p用q代替，與此同時，引入q新的上下界變量與Q將問題P1等效地轉化為一個對D2D通信用戶發射功率的控制優化問題P2：
受限制于：
其中，
定義A＝gcBgdd，B＝αcgcdgdc，C＝n0(gcB+αcgcd)，并定義函數將優化問題P2等效地轉化為優化問題P3：
受限制于：F(z，q)≥0
在問題P2和問題P3中，各參數定義如下：
p：蜂窩網用戶的發射功率；
q：D2D通信用戶的發射功率；
h：D2D通信中發射機為其電路基本運作的功率消耗，發射功率除外；
蜂窩網用戶的吞吐量要求；
D2D通信用戶的吞吐量要求；
蜂窩網用戶的最大發射功率；
D2D通信用戶的最大發射功率；
gdd：D2D通信中發射用戶到D2D通信中接收用戶之間的信道增益；
gcB：蜂窩網用戶到蜂窩網基站之間的信道增益；
gdc：D2D通信中發射用戶到蜂窩網基站之間的信道增益；
gcd：蜂窩網用戶到D2D通信中接收用戶之間的信道增益；
n0：背景噪聲功率；
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