[發明專利]蜂窩網絡終端直連中面向用戶體驗質量的功率控制方法

在審

• 申請號: 202110227164.8
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN114258123A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 朱赟;龔成堅;湯磊;高連峰;王軍
• 申請（專利權）人: 贛南師范大學
• 主分類號: H04W52/26
• 分類號: H04W52/26;H04W52/38;H04W52/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種蜂窩網絡終端直連中面向用戶體驗質量的功率控制方法。在采用CDMA模式的單蜂窩小區系統中有N個主用戶和M個D2D用戶，每個D2D用戶相應的調整發射功率來最大化其以誤碼率作為衡量標準的用戶體驗質量，且通過背景干擾和噪聲的聯合功率要求低于限定值來保障主用戶通信時的信干噪比，而系統需要根據D2D用戶的數據流量傳輸速率進行計費。本發明可保障D2D用戶通過達到納什均衡狀態時以較小的發射功率和適合的流量計費來獲得較高的用戶體驗質量，也即較低的誤碼率，且保障主用戶通信時的用戶體驗質量，從而提供一種用于蜂窩網絡中終端直連模式下可保障D2D用戶體驗質量的功率控制方法。

技術領域

本發明屬于移動通信技術領域，具體涉及在蜂窩網絡的單小區終端直連中面向用戶體驗質量的節點發射功率控制方法。

背景技術

終端直連(Device to Device，D2D)技術是5G的重要組成部分，指的是不需要基站進行轉發，設備和設備之間就可以直接進行通信的技術，在整個通信過程中，基站主要起控制作用。因此，D2D技術能夠提高數據傳輸速率、降低基站負載以及提高系統的容量。同時，D2D技術在設備與設備之間建立了直接的通信鏈路，減少了傳輸路徑的數量，因此可以降低通信延遲，這對蜂窩網絡來說尤為重要。用戶體驗質量指從終端用戶角度出發，對移動應用或服務的整體主觀可接受程度，可以是對人與技術、業務實體之間交互體驗的一種評價，為用戶使用移動應用或服務時滿意的程度，可由蜂窩網絡中用戶的個性、當前狀態和期望決定。

發明內容

本發明所要解決的主要技術問題是：在蜂窩網絡單小區中通過調節D2D用戶的發射功率來保障D2D用戶通過達到納什均衡狀態時以較小的發射功率和適合的流量計費來獲得較高的用戶體驗質量，也即較低的誤碼率，且保障主用戶通信時的用戶體驗質量，即要求背景干擾和噪聲的聯合功率要求低于信干噪比的限定值。

本發明所提供的技術方案，包括如下內容：

考慮一個采用CDMA模式的單蜂窩小區系統，系統中有N個主用戶和M個D2D用戶，p_i、γ_i分別表示D2D用戶i的發射功率和接收信干噪比，背景噪聲功率為σ²，則D2D用戶i的信干噪比可表示為：

其中h表示不同用戶節點之間的信道增益，c_ij表示第i個擴頻碼與第j個擴頻碼之間的碼相關系數。

令則D2D用戶i的信干噪比又可表示為：

系統的調制方式為非相關頻移鍵控，設基帶解調干擾信號為AWGN分布，那么對于D2D用戶i的誤比特率有

考慮到為避免D2D用戶通信對主用戶造成影響，保障主用戶通信時的信干噪比，要求背景干擾和噪聲的聯合功率要求低于限定值σ_max，以此作為主用戶在蜂窩小區中用戶體驗質量的衡量標準，為方便從D2D用戶進行計算分析，則要求任意D2D用戶i處需滿足以下條件：

為保障D2D用戶在其通信過程中的用戶體驗質量，將D2D用戶通信性能的誤碼率作為其用戶體驗質量的衡量標準，可知誤碼率越低，則用戶體驗質量越好，由此可建立D2D用戶i的收益函數，可表示為：

考慮到蜂窩網絡中對根據D2D用戶的數據流量傳輸速率進行計費的情況，各D2D用戶的使用帶寬B都一致，而傳輸速率C_i可通過C_i＝Bln(1+γ_i)反映，則D2D用戶的代價函數表示如下：