结合子载波分配和功率控制的多D2D通信对资源分配方法组成比例
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信
，更具体地，涉及一种结合子载波分配和功率控制的D2D通信对资源分配方法。
技术介绍
近年来，随着无线通信技术的发展，新兴的数据密集型业务和服务不断涌现，更高的数据速率和频谱资源需求让传统蜂窝通信模式面临巨大的挑战。为了应对此种问题，多设备间(Device-to-Device，简称D2D)通信被引入蜂窝系统中，通过频谱复用的方式与传统蜂窝网络共存构成混合网络。D2D通信可以在基站辅助下让两个地理位置较近的用户设备建立D2D直通链路，数据可以绕过基站，直接通过D2D链路进行高速传输。通过引入D2D短距离通信，可以获得诸如提升网络吞吐量、降低数据传输延时、改善蜂窝频谱效率等正的增益。然而，D2D通信复用蜂窝用户的频谱资源也会带来干扰，影响D2D和蜂窝用户的正常通信，降低系统性能。因此，需要合理的资源分配方法来有效降低干扰，最大化D2D通信对网络的增益。现有的混合网络中D2D资源分配方法，主要包括以下几种：(1)D2D通信对复用固定的子载波资源；(2)一个D2D通信对复用一个蜂窝用户的子载波资源；(3)单个D2D通信对复用多个蜂窝用户的子载波资源，并且都以网络吞吐量最大化、频谱效率最大化为优化目标，进行资源分配。然而，上述的第一种方法存在不能灵活、动态的为DD2D通信对分配资源，无法有效利用D2D高频谱利用率的特点；上述第二种方法的缺点在于实际情况中，蜂窝用户数量往往会远大于D2D通信对的数量，只考虑D2D通信对复用一个蜂窝用户的子载波资源，无法实现蜂窝子载波资源的高效利用，造成蜂窝资源的浪费。第三种方法的问题在于，单D2D通信对的...
【技术保护点】
一种结合子载波分配和功率控制的多D2D通信对资源分配方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)获取D2D网络中通信对k复用蜂窝用户m的子载波资源，并且以网络有效增益限制、蜂窝用户的可达速率限制以及D2D网络的最大发送功率限制为约束条件，构建以D2D网络与蜂窝网络的和频谱效率最大化为目标的优化模型：(2)根据步骤(1)构建的优化模型获取D2D网络中通信对k在蜂窝用户m的子载波资源上的最优发射功率；(3)根据步骤(2)获得的最优发射功率获取多个D2D网络与蜂窝网络的和频谱效率，从中选择最大的和频谱效率值，并确定其对应的D2D网络中的通信对k*和蜂窝用户m*；(4)判断步骤(3)获取的最大和频谱效率值对应的D2D网络中的通信对k*和蜂窝用户m*是否满足预设的约束条件，若满足则转入步骤(5)，否则返回步骤(3)；(5)根据最大和频谱效率值对应的D2D网络中的通信对k*和蜂窝用户m*为D2D通信对k*分配子载波资源；(6)判断蜂窝网络中是否存在剩余的子载波资源，如果不存在，则过程结束，若存在，则将剩余的子载波资源进行分配：(7)根据步骤(5)和(6)中已经分配的所有子载波资源获取每个D2D网络中的通...
【技术特征摘要】
1.一种结合子载波分配和功率控制的多D2D通信对资源分配方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)获取D2D网络中通信对k复用蜂窝用户m的子载波资源，并且以网络有效增益限制、蜂窝用户的可达速率限制以及D2D网络的最大发送功率限制为约束条件，构建以D2D网络与蜂窝网络的和频谱效率最大化为目标的优化模型：(2)根据步骤(1)构建的优化模型获取D2D网络中通信对k在蜂窝用户m的子载波资源上的最优发射功率；(3)根据步骤(2)获得的最优发射功率获取多个D2D网络与蜂窝网络的和频谱效率，从中选择最大的和频谱效率值，并确定其对应的D2D网络中的通信对k*和蜂窝用户m*；(4)判断步骤(3)获取的最大和频谱效率值对应的D2D网络中的通信对k*和蜂窝用户m*是否满足预设的约束条件，若满足则转入步骤(5)，否则返回步骤(3)；(5)根据最大和频谱效率值对应的D2D网络中的通信对k*和蜂窝用户m*为D2D通信对k*分配子载波资源；(6)判断蜂窝网络中是否存在剩余的子载波资源，如果不存在，则过程结束，若存在，则将剩余的子载波资源进行分配：(7)根据步骤(5)和(6)中已经分配的所有子载波资源获取每个D2D网络中的通信对在每个子载波上的最优发送功率；(8)根据步骤(7)得到的最优发送功率获取D2D网络和蜂窝网络的总频谱效率。2.根据权利要求1所述的多D2D通信对资源分配方法，其特征在于，步骤(1)中构建的上述优化模型是通过以下公式来表示的： m a x p k , m D , k m R k , m C D ( p k , m D ) = Δ R k , m D ( p k , m D ) + R k , m C ( p k , m D ) ]]> s . t . C 1 : G k , m P ( p k , m D ) - G k , m N ( p k , m D ) ≥ 0 , ]]> C 2 : R k , m C ( p k , m D ) ≥ R m , min C , ]]> C 3 : 0 ≤ p k , m D ≤ P t h r D . ]]>其中，k表示D2D网络中的通信对序号，m表示被通信对k所复用子载波资源的蜂窝用户序号，s.t.表示约束符号；s.t.符号后面的式子表示为约束式；为D2D网络中通信对k复用蜂窝用户的子载波资源m后产生的D2D用户频谱效率；为D2D网络与蜂窝网络的和频谱效率；为蜂窝网络中通信对k复用蜂窝用户的子载波资源m后产生的蜂窝用户频谱效率；符号max表示求最大值符号；为D2...
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