[發明專利]一種D2D通信中傳輸模式和傳輸波束的聯合優化方法

有效

• 申請號: 201611198213.5
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106788637B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 趙東梅;林靜然;利強;韓松陽
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452;H04B7/06;H04W4/70;H04W24/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊;李林合

本發明涉及一種D2D通信中傳輸模式和傳輸波束的聯合優化方法，在上行傳輸中，基站中繼傳輸模式和D2D傳輸模式共用發射波束；在下行傳輸中，基站中繼傳輸模式和D2D傳輸模式使用不同的發射波束，本發明考慮的是多用戶的MIMO網絡，基站和用戶皆配備多根天線，并且D2D傳輸模式和基站中繼傳輸模式具有同樣的優先級，可以同時實現D2D傳輸模式與基站中繼傳輸模式轉換、能量分配、MIMO傳輸以及干擾管理。

技術領域

本發明涉及無線通信領域,具體涉及一種D2D通信中傳輸模式和傳輸波束的聯合優化方法。

背景技術

D2D通信作為一項在無線網絡中非常有前景的技術，近來備受關注。在移動通信網絡中，D2D通信可以有效地提升網絡吞吐量，能量利用率，頻譜利用率和通信可靠性。

現存技術盡管考慮了D2D通信的模式轉換，功率分配和波束賦形問題，但是大部分工作所考慮的場景都比較簡單，如僅考慮單天線網絡、并且嚴格限制用戶對的數量等；少量研究考慮了多天線MIMO網絡中的D2D傳輸模式轉換、功率分配和波束賦形問題，但這些研究還處于初步階段，例如很多研究仍然僅考慮只有一個用戶對的情況；另外，現有關于D2D的研究多把蜂窩網用戶作為主要用戶，而將D2D用戶作為次要用戶。在網絡通信管理的過程中，優先保證蜂窩網用戶的通信質量。事實上，無論是蜂窩網用戶，還是D2D用戶都是在網絡控制下進行通信，因此，一種更為合理的方式是不對他們進行優先級設置，而依據這些用戶對網絡效能的貢獻，以及他們對其它用戶的干擾來制定通信模式、功率分配和波束賦形方案。同時，由于多天線、多用戶的MIMO無線網絡通信已經成為一種趨勢，急需一種有效的方法來解決復雜網絡環境下(如多天線和多用戶等)的D2D通信問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題提出一種D2D通信模式和傳輸波束的聯合優化方法，從而更有效地解決多天線多用戶MIMO無線網絡中的D2D通信管理問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種D2D通信中傳輸模式和傳輸波束的聯合優化方法，在上行傳輸中，基站中繼傳輸模式和D2D傳輸模式共用發射波束；在下行傳輸中，基站中繼傳輸模式和D2D傳輸模式使用不同的發射波束，包括步驟：

(1)初始化參數以及變量；

所述參數包括迭代次數,迭代終止門限，控制D2D用戶對數量的參數，目標值；

所述變量包括各對用戶的傳輸模式控制變量；

D2D傳輸模式下，接收用戶端的上行鏈路接收波束；接收用戶端的下行鏈路接收波束；

基站中繼傳輸模式下，基站的上行鏈路接收波束；接收用戶端的下行鏈路接收波束；

基站中繼傳輸模式下的上行信道矢量、下行信道矢量；

D2D傳輸模式下的上行信道矢量、下行信道矢量；

對所有用戶隨機分配權重，并隨機產生一組輔助變量；

D2D傳輸模式，用戶的上、下行速率向量；基站中繼傳輸出模式，用戶的上、下行速率向量；

(2)在各傳輸時段末，根據當前獲取的與各發射波束相關的賦形矩陣以及拉格朗日矩陣Φ，計算發射用戶端的上行鏈路發射波束；

基站中繼傳輸模式下，計算基站的下行鏈路發射波束；

D2D傳輸模式下，計算發射用戶端的下行鏈路發射波束；

更新傳輸模式控制變量，以及速率輔助變量限制中的輔助變量；

(3)根據步驟(2)中得到的各發射波束，計算在D2D傳輸模式下，接收用戶端的上行鏈路接收波束；和下行鏈路接收波束；