[發明專利]一種蜂窩網絡中聯合上下信道的D2D通信的資源分配方法

有效

• 申請號: 202010462646.7
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111586646B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 吳玉成;周力;余海飛;吳新淘;陳世勇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W52/14;H04W52/24;H04W52/38;H04W72/04
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

1.一種蜂窩網絡中聯合上下信道的D2D通信的資源分配方法，其特征在于，包括：

建立蜂窩網絡D2D通信模型，所述通信模型包括基站、蜂窩用戶及D2D用戶；

獲取所述D2D用戶復用上行通道的發射功率、所述D2D用戶復用下行通道的發射功率、所述基站的發射功率以及所述蜂窩用戶的發射功率在預設約束條件下的最小約束值；

根據Lambert W函數和所述最小約束值計算所述蜂窩用戶的最優發射功率、所述基站的最優發射功率、所述D2D用戶復用上行通道的最優發射功率以及所述D2D用戶復用下行通道的最優發射功率；

基于Kuhn-Munkres算法和所有的最優發射功率找出所述蜂窩用戶給所述D2D用戶分配的最佳上行信道資源、所述蜂窩用戶給所述D2D用戶分配的最佳下行信道資源；根據所述最佳上行信道資源和所述最佳下行信道資源能使所述D2D用戶的能量效率達到最大化；

獲取計算D2D用戶的能量效率的目標函數，有：

基于所有的最優發射功率確定所述D2D用戶的能量效率達到最大化時的目標函數，有：

基于Kuhn-Munkres算法計算所述D2D用戶的能量效率達到最大化時的目標函數，獲取所述D2D用戶的能量效率達到最大化時，所述蜂窩用戶給所述D2D用戶分配的最佳上行信道資源、所述蜂窩用戶給所述D2D用戶分配的最佳下行信道資源；

其中，η_ee：表示可以接入網絡的D2D用戶集合D_A的總能量效率；

表示可以接入網絡的D2D用戶集合D_A的最大總能量效率；

表示蜂窩用戶C_n分配給D2D用戶D_m的上行信道資源；

表示蜂窩用戶C_n分配給D2D用戶D_m的下行信道資源；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n上行信道的傳輸速率；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n下行信道的傳輸速率；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n上行通道的發射功率；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n下行通道的發射功率；

P₀：表示單個設備的電路功率損耗；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n上行信道的最優傳輸速率；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n下行信道的最優傳輸速率；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n上行通道的最優發射功率；

表示D2D用戶D_m復用蜂窩用戶C_n下行通道的最優發射功率；

所述預設條件包括：

一個蜂窩用戶的上行信道或下行信道只能被一個D2D用戶復用，即：

一個D2D用戶只能復用一個蜂窩用戶的上行信道或下行信道；即：

蜂窩用戶的發射功率必須小于或等于對應的最大發射功率，即：

D2D用戶復用蜂窩用戶上行通道或下行通道的發射功率必須小于或等于對應的最大發射功率，即：

基站的發射功率必須小于或等于對應的最大發射功率，即：

蜂窩用戶信干噪比、基站信干噪比均不得小于蜂窩用戶最低信干噪比，即：

D2D用戶復用上行信道或下行信道的信干噪比必須大于D2D用戶最低信干噪比，即：

其中，D_A：表示可以接入網絡的D2D用戶集合；

C：表示蜂窩用戶集合；

D_m：表示D2D用戶；

C_n：表示蜂窩用戶；

p_n：表示蜂窩用戶C_n的發射功率；

p_B：表示基站的發射功率；

表示D2D用戶D_m的最大發射功率；

表示蜂窩用戶C_n的最大發射功率；

表示基站的最大發射功率；

表示蜂窩用戶C_n最低信干噪比；

表示D2D用戶D_m最低信干噪比；

表示基站處接收蜂窩用戶C_n的信干噪比；

表示D2D用戶D_m接收端復用蜂窩用戶C_n的上行通道時的信干噪比；

表示蜂窩用戶C_n接收端的信干噪比；

表示D2D用戶D_m接收端復用蜂窩用戶C_n的下行通道時的信干噪比；

獲取所述D2D用戶復用上行通道的發射功率在預設約束條件下的最小約束值，包括：

用表示的最小門限約束值，則有：

其中

獲取所述D2D用戶復用下行通道的發射功率在預設約束條件下的最小約束值，包括：

用表示的最小門限約束值，則有：

其中

獲取所述基站的發射功率p_B在預設約束條件下的最小約束值，包括：

用表示p_B的最小約束值，則有：

其中

獲取所述蜂窩用戶的發射功率p_n在預設約束條件下的最小約束值，包括：

用表示p_n的最小約束值，則有：

其中

其中，C_n,B：表示蜂窩用戶C_n到基站的通信鏈路；

表示蜂窩用戶C_n到基站的路徑增益；

C_n,m：表示蜂窩用戶C_n到D2D用戶D_m接收端的通信鏈路；

表示蜂窩用戶C_n到D2D用戶D_m接收端的路徑增益；

D_m,m：表示D2D用戶D_m的通信鏈路；

表示D2D用戶D_m的通信鏈路的路徑增益；

D_m,B：表示D2D用戶D_m發射端到基站的通信鏈路；

表示D2D用戶D_m發射端到基站的路徑增益；

C_B,m：表示基站到D2D用戶D_m接收端的通信鏈路；

表示基站到D2D用戶D_m接收端的路徑增益；

D_m,n：表示D2D用戶D_m發射端到蜂窩用戶C_n的通信鏈路；

表示D2D用戶D_m發射端到蜂窩用戶C_n的路徑增益。