[發明專利]添加D2D通信的分布式天線系統中功率分配方法及裝置

在審

• 申請號: 201710763464.1
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107666700A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 何春龍;李興泉;張策;田楚;馮大權;郭重濤
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W72/04;H04B7/0426;H04W4/70
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

技術領域

本發明屬于基站通信技術領域，尤其涉及一種添加D2D通信的分布式天線系統中功率分配方法及裝置。

背景技術

隨著數據時代的發展，大數據和多媒體服務的快速增長成為現代無線通信網絡的一大挑戰。為了滿足不斷增長的通信需求，研究人員提出了分布式天線系統(Distributed Antenna Systems，DAS)，它成為了提高通信系統傳輸速率，滿足用戶通信質量和提高通信小區能量效率的一種有效手段。不同于傳統的集中式天線系統(Co-located Antenna Systems，CAS)，在DAS中所有基站天線都是分散分布在小區之中，有效地減小了基站與用戶之間的距離，這會顯著地提高通信小區的吞吐量，減少能量消耗。

隨之而來的是另一種設備間(Device to Device，D2D)通信的方式，D2D通信可以很容易地建立兩個設備之間的直接聯系。允許一個設備與另一個在短距離通信中傳輸大量的數據，設備之間直接溝通，而不需要通過基站的幫助,這一優點在許多情況下可以緩解無線通信系統過載，而且還可以減少系統的能源消耗。

但是在研究當中，大多數關于D2D通信的研究都是將D2D集中在CAS之中，在CAS中，通過研究表明D2D通信可以有效地提高通信小區的通信質量，減少能量的消耗，很少有研究考慮將DAS和D2D通信用相結合的情況。

發明內容

本發明提供一種添加D2D通信的分布式天線系統中功率分配方法及裝置，旨在將D2D通信添加到DAS當中，從而將兩者的優點相結合來提高通信小區的通信質量并降低小區的能量消耗。

本發明提供了一種添加D2D通信的分布式天線系統DAS中功率分配方法，所述功率分配方法適用于最大化頻譜效率SE時的最優功率分配，所述DAS包括n個遠程接入單元RAU，n個所述RAU分布于通信小區之中，其中，RAU1位于所述通信小區的中心，剩余的n-1個RAU與所述RAU1相連并均勻分布于所述通信小區之中，所述通信小區中包括1個蜂窩用戶UE1和1對D2D用戶UE2和UE3，所述功率分配方法包括：

步驟S101，初始化次梯度迭代算法中的迭代參數，得到迭代參數的初始值，令i的初始值為0，且M(0)表示迭代參數的初始值，并初始化第n個RAU到UE1的發射功率和D2D對中發送者UE2的發射功率p^d，

步驟S102，根據所述次梯度迭代算法的公式并結合迭代參數M(i)計算和p^d；

步驟S103，根據拉格朗日乘子迭代算法的公式更新迭代參數M(i)，得到更新后的迭代參數M(i+1)；

步驟S104，如果更新后的所述迭代參數M(i+1)全部收斂，則根據收斂的所述迭代參數計算出的和p^d即為最優功率，并結束迭代操作；否則，返回步驟S102。

進一步地，所述次梯度迭代算法的公式為：

其中，表示第n個RAU到UE1的發射功率，所述迭代參數M(i)為第i次迭代使用的迭代參數，M(i)包括λ、α_n、μ和γ，h_n,1表示兩者之間的傳輸信道，表示蜂窩用戶的復高斯白噪聲功率；p^d表示發送者UE2的發射功率，h_2,3表示D2D對中兩用戶之間的傳輸信道，表示D2D用戶的復高斯白噪聲功率。

進一步地，所述拉格朗日乘子迭代算法的公式為：

其中，λ⁽ⁱ⁺¹⁾、μ⁽ⁱ⁺¹⁾、和γ⁽ⁱ⁺¹⁾表示更新后的迭代參數，υ、ε、δ和ζ表示很小的正的迭代步長，[x]⁺＝max{x,0}，表示第n個RAU到UE1的發射功率，h_n,1表示兩者之間的傳輸信道，表示蜂窩用戶的復高斯白噪聲功率；表示蜂窩用戶的最小傳輸速率；p^d表示發送者UE2的發射功率，h_2,3表示D2D對中兩用戶之間的傳輸信道，表示D2D用戶的復高斯白噪聲功率，表示D2D對的最小傳輸功率，表示第n個RAU到UE1的最大發射功率，表示發送者UE2的最大發射功率。