[發明專利]一種雙向放大轉發中繼的通信資源分配方法、系統及應用

在審

• 申請號: 202211080439.0
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115567903A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 杜寧;劉法勝;張晶;劉蘭英
• 申請（專利權）人: 山東科技大學;聊城大學東昌學院
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W72/04
• 代理公司: 北京云嘉湃富知識產權代理有限公司 11678
• 代理人: 謝子運

本發明屬于通信數據處理技術領域，公開了一種雙向放大轉發中繼的通信資源分配方法、系統及應用。所述方法包括：在給定載波分配與子載波成對的條件下，根據問題的凸性，得出傳統蜂窩用戶的最優發射功率表達式；通過分支定界算法求解小區內D2D用戶的最優發射功率；通過匈牙利算法獲得子載波分配與子載波成對問題的最優解，基于步驟S1、S2獲取的最優發射功率與步驟S3獲取的所述最優子載波分配與子載波成對，基站作為雙向放大轉發中繼節點輔助小區內D2D用戶之間的通信。本發明通過聯合優化功率分配、子載波分配與子載波成對來最大化系統的和速率。

技術領域

本發明屬于通信數據處理技術領域，尤其涉及一種雙向放大轉發中繼的通信資源分配方法、系統及應用。

背景技術

設備對設備(D2D，device to device)通信是5G蜂窩系統的一種特定應用場景。D2D通信可以擴展蜂窩覆蓋范圍,并促進新型無線對等服務。合理的無線資源管理機制可以提高蜂窩通信系統的頻譜效率。當前的資源分配機制都假設D2D用戶之間直接進行通信或者通過其他中繼節點而非基站進行通信。對于小區內通信，這些假設并非一定成立。例如，在辦公樓中，D2D用戶希望通過基站高速交換信息。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)傳統的單向中繼頻譜效率較低。

(2)現有技術中沒有利用逐步分解的方法進行資源分配，使獲得的最優發射功率不能提高系統的和速率。

(3)現有技術未將基站作為雙向放大轉發中繼節點輔助小區內D2D用戶之間的通信，未同時考慮傳統用戶與小區內D2D用戶共存時的資源分配問題，未聯合優化用戶功率分配、子載波分配與子載波成對。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本發明公開實施例提供了一種雙向放大轉發中繼的通信資源分配方法、系統及應用。具體涉及一種基站作為雙向放大轉發中繼的D2D通信資源分配方法。

所述技術方案如下：一種雙向放大轉發中繼的D2D通信資源分配方法包括以下步驟：

S1，在給定載波分配與子載波成對的條件下，根據問題的凸性，得出傳統蜂窩用戶的最優發射功率表達式；

S2，通過分支定界算法求解小區內D2D用戶的最優發射功率；

S3，通過匈牙利算法獲得子載波分配與子載波成對問題的最優解，基于步驟S1、S2獲取的最優發射功率與步驟S3獲取的所述最優子載波分配與子載波成對，基站作為雙向放大轉發中繼節點輔助小區內D2D用戶之間的通信，使小區內傳統用戶與D2D用戶的和速率最大化，基從而實現最大化系統和速率。

在本發明中，最大化系統和速率是指最大化小區內傳統用戶與D2D用戶的頻譜效率之和?；蛘叻Q為最大化小區內傳統用戶與D2D用戶的速率之和。也可以理解為：使小區內傳統用戶與D2D用戶的頻譜效率之和最大化?；蛘呤剐^內傳統用戶與D2D用戶的和速率最大化。其中速率為頻譜效率；和速率為頻譜效率之和。