[發(fā)明專利]基于能量效率的多用戶多模式D2D通信資源分配方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011486169.4 | 申請日： | 2020-12-16 |
| 公開（公告）號： | CN112637927B | 公開（公告）日： | 2022-06-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 肖海林;覃琦超;汪鵬君;周迪;潘永才;翟雷;毛淑霞 | 申請（專利權(quán)）人： | 溫州大學(xué);桂林電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | H04W40/22 | 分類號： | H04W40/22;H04W76/14 |
| 代理公司： | 桂林市華杰專利商標事務(wù)所有限責任公司 45112 | 代理人： | 覃永峰 |
| 地址： | 325000 浙江省溫州市甌海*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 能量 效率 多用戶 模式 d2d 通信 資源 分配 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種基于能量效率的多用戶多模式D2D通信資源分配方法，包括如下步驟1）構(gòu)建蜂窩網(wǎng)絡(luò)與D2D通信共享頻譜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型；2）計算異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中D2D用戶信噪比與蜂窩用戶信噪比；3）獲得能量效率表達式；4）依據(jù)D2D用戶之間的距離與信噪比選擇傳輸模式；5）尋找中繼模式中最優(yōu)中繼節(jié)點；6）獲得信號發(fā)射端的發(fā)射功率范圍；7）得到最優(yōu)發(fā)射功率和能量效率；8）為D2D用戶尋找最優(yōu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)鏈路進行復(fù)用。這種方法能夠使得D2D通信更好地與蜂窩通信相融合，不僅減低了對蜂窩通信的影響，也更符合綠色通信的理念。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于能量效率的多用戶多模式D2D通信資源分配方法。
背景技術(shù)
隨著多媒體數(shù)據(jù)的爆炸性增長以及移動設(shè)備的不斷普及，傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中無線資源不足的問題日益突出。作為未來通信架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，設(shè)備到設(shè)備(device-to-Device，簡稱D2D)通信為解決上述問題提供一個新方向，利用Underlay情形下的D2D通信技術(shù)代替基站(base station，簡稱BS)實現(xiàn)部分近場通信，提高網(wǎng)絡(luò)的接入和負載能力，這也符合綠色通信理念。然而在Underlay情形下會引發(fā)D2D用戶與蜂窩用戶之間互相進行干擾，從而影響D2D通信的通信質(zhì)量，降低其能量效率。雖然這種干擾是不可避免，但是可以通過一個合理的資源分配方法來降低這種干擾所帶來的負面影響，從而實現(xiàn)D2D通信與蜂窩通信之間的友好共存。但是當前的資源分配方法僅僅從某一個單一模式來對資源進行分配，沒有進行多模式之間的配合使資源得到最佳的利用。
因此，多模式下D2D資源分配，使D2D的資源得到最佳的利用是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于能量效率的多用戶多模式D2D通信資源分配方法。這種方法能夠提高系統(tǒng)的通信效率、抑制D2D用戶與蜂窩用戶共享同一頻譜資源時所存在的同頻干擾，在保證蜂窩用戶與D2D用戶最低SINR的同時提高D2D通信的能量效率。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：
一種基于能量效率的多用戶多模式D2D通信資源分配方法，包括如下步驟：
1)構(gòu)建蜂窩網(wǎng)絡(luò)與D2D通信共享頻譜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型：假設(shè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)與D2D通信共享頻譜的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中有N個蜂窩用戶和M對D2D用戶和K個空閑中繼用戶，且N≥M，蜂窩用戶集用N＝{1,2,···,n}表示，D2D用戶的用戶集用M＝{1,2,···,m}表示，中繼用戶集用K＝{1,2,···,k}表示；
2)計算異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中D2D用戶信噪比與蜂窩用戶信噪比：計算共享同一頻譜資源時D2D用戶j的和蜂窩用戶i的與引入中繼用戶后D2D用戶j的和蜂窩用戶i的在D2D通信正在進行直通模式時，D2D用戶j的與蜂窩用戶i的分別為：
公式(1)、(2)中，代表著蜂窩用戶i的發(fā)射功率，而則表示為D2D用戶j發(fā)射端的發(fā)射功率，hi,B表示蜂窩用戶i到基站的信道增益，hj,B表示D2D用戶j發(fā)射端到基站的信道增益，hj表示D2D用戶j發(fā)射端到接收端的信道增益，hi,j表示蜂窩用戶i到D2D用戶j接收端的信道增益，N0表示加性高斯白噪聲的功率譜密度，引入中繼用戶后，蜂窩用戶受到的干擾包括D2D用戶發(fā)射端對蜂窩用戶通信接收端的干擾以及中繼節(jié)點對蜂窩用戶通信產(chǎn)生的干擾，在D2D用戶采用中繼通信模式情景下，第一段通信系統(tǒng)中的干擾為蜂窩用戶對中繼節(jié)點的干擾，第二段通信中的干擾為蜂窩用對D2D接收端的干擾，因此在第一段通信中，D2D用戶j的和蜂窩用戶i的分別為：
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