一种DUE平均接入数目优化方法技术

本发明专利技术提供一种DUE平均接入数目优化方法，能够通过调整DUE的密度达到最大复用DUE接入数目的目的。所述方法包括：基于一个CUE和多个DUE对复用同一子信道的场景，分别获取蜂窝网络上行链路上BS处和D2D接收端处的接收信号；根据获取的上行链路上BS处的接收信号，确定蜂窝链路的信干噪比，并根据获取的D2D接收端处的接收信号，确定D2D链路接收端信号功率的信干噪比；根据得到的蜂窝链路和D2D链路接收端信号功率的信干噪比，确定在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式；根据确定的DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式，确定最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度。本发明专利技术涉及无线通信领域。

An optimization method for DUE average access number

The invention provides an optimization method for the DUE average access number, which can achieve the maximum number of multiplexed DUE access by adjusting the density of the DUE. The method includes: a CUE and a plurality of DUE to reuse the same sub channel based on the scene, respectively receiving the uplink signal at BS and D2D at the receiving end of a cellular network; according to the received signal BS obtained by the uplink, determine the cellular link SINR, and according to the reception the signal acquisition of the D2D receiver at the receiving end, to determine the signal power of D2D link SINR; according to the noise ratio of the stem cellular link and D2D link receiver signal power, determined at CUE using cellular spectrum resource priority is higher than that of DUE under the closed expression of the average number of DUE access to cellular access network; according to the closed expression of the average number of DUE access access cellular network to determine the maximum DUE, determine the average access number of best DUE density. The invention relates to the field of wireless communication.

【技术实现步骤摘要】
一种DUE平均接入数目优化方法
本专利技术涉及无线通信领域，特别是指一种DUE平均接入数目优化方法。
技术介绍
当两个蜂窝用户相距很近时，就可以建立端到端(Device-to-Device，D2D)通信。当小区中的频谱资源不够用时，D2D用户设备(D2DUserEquipment，DUE)能够通过复用蜂窝资源来传输数据，但是，会给蜂窝链路造成不可忽略的干扰。因此，为了使更多的DUE接入异构网络，需要均衡同频蜂窝用户设备(CellularUserEquipment，CUE)和DUE之间的干扰。为了缓解复用DUE给蜂窝链路带来的干扰，不同学者提出了不同的解决办法，例如，设置隔离区域。设置隔离区域的目的是避免干扰用户相距较近，但这样做会导致DUE分布不均匀，会给干扰的推导带来巨大挑战。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种DUE平均接入数目优化方法，以解决现有技术所存在的设置隔离区域会导致DUE分布不均匀，不利于干扰推导的问题。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种DUE平均接入数目优化方法，包括：基于一个CUE和多个DUE对复用同一子信道的场景，分别获取蜂窝网络上行链路上BS处和D2D接收端处的接收信号，其中，DUE接入蜂窝网络的前提是，允许DUE复用频谱资源的对象是一个已获得频谱资源，并且在正交情况下能够成功通信的CUE，CUE表示蜂窝用户设备，DUE表示D2D用户设备，BS表示基站，D2D表示端到端；根据获取的上行链路上BS处的接收信号，确定蜂窝链路的信干噪比，并根据获取的D2D接收端处的接收信号，确定D2D链路接收端信号功率的信干噪比；根据得到的蜂窝链路和D2D链路接收端信号功率的信干噪比，确定在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式；根据确定的DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式，确定最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度。进一步地，所述BS处的接收信号表示为：所述D2D接收端处的接收信号表示为：其中，yb表示BS处的接收信号，yj表示第j个D2D接收端处的接收信号，α表示路径损耗指数，xcb、xib、xcj和xij分别表示CUE和BS、第i个D2D发射端和BS、CUE和第j个D2D接收端、第i个D2D发射端和第j个D2D接收端间的距离，hcb、hib、hcj和hij分别表示CUE和BS、第i个D2D发射端和BS、CUE和第j个D2D接收端、第i个D2D发射端和第j个D2D接收端间的快衰落因子，Pc、Pd分别表示CUE和DUE的发射功率，sc和si分别表示CUE和第i个D2D发射端的发射信号，N0表示接收端的加性白高斯噪声。进一步地，所述蜂窝链路的信干噪比表示为：所述D2D链路接收端信号功率的信干噪比表示为：其中，SINRc表示蜂窝链路的信干噪比，SINRj表示D2D链路第j个D2D接收端信号功率的信干噪比，xjj表示第j个D2D发射端到第j个D2D接收端间的距离，hjj表示第j个D2D发射端到第j个D2D接收端间信道的小尺度衰落因子，σ2表示单个子信道上的加性白高斯噪声功率，Φd表示DUE分布服从密度为λd的泊松点过程模型。进一步地，所述σ2表示为：σ2＝NW；其中，N表示加性白高斯噪声的功率谱密度，W表示子信道频谱带宽。进一步地，在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式表示为：其中，表示在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式；表示在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，D2D通信平均覆盖概率；R表示以基站为中心的圆形小区的半径；erf(·)表示误差函数；r表示每一对DUE之间的距离；γc、γd分别表示蜂窝链路和D2D链路通信的信干噪比阈值。进一步地，所述表示为：进一步地，所述最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度为：其中，表示最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，基于一个CUE和多个DUE对复用同一子信道的场景，分别获取蜂窝网络上行链路上BS处和D2D接收端处的接收信号；根据获取的上行链路上BS处的接收信号，确定蜂窝链路的信干噪比，并根据获取的D2D接收端处的接收信号，确定D2D链路接收端信号功率的信干噪比；根据得到的蜂窝链路和D2D链路接收端信号功率的信干噪比，确定在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式；根据确定的DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式，确定最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度，这样，可以通过调整DUE的密度达到最大复用DUE接入数目的目的，从而避免设置隔离区域导致的干扰推导不便的问题，能够给实际蜂窝网络分配资源提供重要参考。附图说明图1为本专利技术实施例提供的DUE平均接入数目优化方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的蜂窝异构网络示意图；图3为本专利技术实施例假定CUE和DUE的信干噪比阈值相同，在不同阈值下DUE的平均接入数目随着DUE密度变化的理论曲线和仿真曲线示意图；图4为本专利技术实施例提供的在不同的DUE密度下，DUE的平均接入数目随着CUE的信干噪比阈值与发射功率比值变化的理论曲线示意图；图5为本专利技术实施例提供的在不同的DUE密度下，DUE的平均接入数目随着DUE的信干噪比阈值与发射功率比值变化的理论曲线示意图；图6为本专利技术实施例提供的在不同的DUE密度下，DUE的平均接入数目随着DUE与CUE的发射功率比值变化的理论曲线示意图。具体实施方式为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的设置隔离区域会导致DUE分布不均匀，不利于干扰推导的问题，提供一种DUE平均接入数目优化方法。如图1所示，本专利技术实施例提供的DUE平均接入数目优化方法，包括：S101，基于一个CUE和多个DUE对复用同一子信道的场景，分别获取蜂窝网络上行链路上BS处和D2D接收端处的接收信号，其中，DUE接入蜂窝网络的前提是，允许DUE复用频谱资源的对象是一个已获得频谱资源，并且在正交情况下能够成功通信的CUE，CUE表示蜂窝用户设备，DUE表示D2D用户设备，BS表示基站，D2D表示端到端；S102，根据获取的上行链路上BS处的接收信号，确定蜂窝链路的信干噪比，并根据获取的D2D接收端处的接收信号，确定D2D链路接收端信号功率的信干噪比；S103，根据得到的蜂窝链路和D2D链路接收端信号功率的信干噪比，确定在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式；S104，根据确定的DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式，确定最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度。本专利技术实施例所述的DUE平均接入数目优化方法，基于一个CUE和多个DUE对复用同一子信道的场景，分别获取蜂窝网络上行链路上BS处和D2D接收端处的接收信号；根据获取的上行链路上BS处的接收信号，确定蜂窝链路的信干噪比，并根据获取的D2D接收端处的接收信号，确定D2D链路接收端信号功率的信干噪比；根据得到的蜂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DUE平均接入数目优化方法，其特征在于，包括：基于一个CUE和多个DUE对复用同一子信道的场景，分别获取蜂窝网络上行链路上BS处和D2D接收端处的接收信号，其中，DUE接入蜂窝网络的前提是，允许DUE复用频谱资源的对象是一个已获得频谱资源，并且在正交情况下能够成功通信的CUE，CUE表示蜂窝用户设备，DUE表示D2D用户设备，BS表示基站，D2D表示端到端；根据获取的上行链路上BS处的接收信号，确定蜂窝链路的信干噪比，并根据获取的D2D接收端处的接收信号，确定D2D链路接收端信号功率的信干噪比；根据得到的蜂窝链路和D2D链路接收端信号功率的信干噪比，确定在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式；根据确定的DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式，确定最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度。

【技术特征摘要】
1.一种DUE平均接入数目优化方法，其特征在于，包括：基于一个CUE和多个DUE对复用同一子信道的场景，分别获取蜂窝网络上行链路上BS处和D2D接收端处的接收信号，其中，DUE接入蜂窝网络的前提是，允许DUE复用频谱资源的对象是一个已获得频谱资源，并且在正交情况下能够成功通信的CUE，CUE表示蜂窝用户设备，DUE表示D2D用户设备，BS表示基站，D2D表示端到端；根据获取的上行链路上BS处的接收信号，确定蜂窝链路的信干噪比，并根据获取的D2D接收端处的接收信号，确定D2D链路接收端信号功率的信干噪比；根据得到的蜂窝链路和D2D链路接收端信号功率的信干噪比，确定在CUE利用蜂窝频谱资源的优先级高于DUE的情况下，DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式；根据确定的DUE接入蜂窝网络的平均接入数目的闭式表达式，确定最大化DUE平均接入数目的最佳DUE密度。2.根据权利要求1所述的DUE平均接入数目优化方法，其特征在于，所述BS处的接收信号表示为：所述D2D接收端处的接收信号表示为：其中，yb表示BS处的接收信号，yj表示第j个D2D接收端处的接收信号，α表示路径损耗指数，xcb、xib、xcj和xij分别表示CUE和BS、第i个D2D发射端和BS、CUE和第j个D2D接收端、第i个D2D发射端和第j个D2D接收端间的距离，hcb、hib、hcj和hij分别表示CUE和BS、第i个D2D发射端和BS、CUE和第j个D2D接收端、第i个D2D发射端和第j个D2D接收端间的快衰落因子，Pc、Pd分别表示CUE和DUE的发射功率，sc和si分别表示CUE和第i个D2D发射端的发射信号，N0表示接收端的加性白高斯噪声。3.根据权利要求2所述的DUE平均接入数目优化方法，其特征在于，所述蜂窝链路的信干噪比表示为：所述D2D链路接收端信号功率的信干噪比表示为：其中，SINRc表示蜂窝链路的信干噪比，SINRj表示D2D链路第j个D2D...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中山，梁小雨，孙鉴，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11