异构网络中基于频谱资源分配的多D2D通信资源分配方法组成比例

本发明专利技术公开一种异构网络中基于频谱资源分配的多D2D通信资源分配方法，包括：求D2D通信s在频段m上所能达到的最大SINR；判断频谱资源能否满足单频段服务质量需求；为多D2D通信系统分配频谱资源并判断能否满足D2D通信总可达速率阈值需求；在已分配频谱资源上，最优分配D2D通信在每个选取频段上的SINR目标；求整个D2D通信系统的总功耗。本发明专利技术同时为多D2D通信分配频谱资源，并且最优化整个D2D通信系统的总功耗。相比于传统的资源分配方法，本方法适用于多D2D通信系统，在保证蜂窝通信和D2D通信的最小可达速率需求、蜂窝用户最大功率受限的同时优化整个D2D通信系统的总功耗，更符合绿色通信的要求。

Multi D2D communication resource allocation method based on spectrum resource allocation in heterogeneous networks

The invention discloses a multi D2D communication resource allocation method based on spectrum resource allocation in heterogeneous networks, including: finding the maximum SINR that the D2D communication s can reach on the frequency band m, judging whether the spectrum resources can meet the service quality requirement of the single frequency section, allocate the spectrum source for the multi D2D communication system and judge whether it can satisfy the total accessibility of the D2D communication. Rate threshold demand; in the allocated spectrum resources, the optimal allocation of the SINR target of D2D communication on each selected band, and the total power consumption of the entire D2D communication system. The invention also distribus spectrum resources for multi D2D communication and optimalates the total power consumption of the entire D2D communication system. Compared with the traditional resource allocation method, this method is suitable for multi D2D communication system. It can optimize the total power consumption of the whole D2D communication system while guaranteeing the minimum reachable rate requirement of cellular communication and D2D communication and the maximum power of cellular users, and is more in line with the requirements of green communication.

【技术实现步骤摘要】
异构网络中基于频谱资源分配的多D2D通信资源分配方法
本专利技术涉及的是一种无线通信
的方法，具体是一种异构网络中基于频谱资源分配的多D2D(Device-to-Device)通信资源分配方法。
技术介绍
为了满足急剧增加的多媒体设备和服务对频谱资源和数据速率的需求，无线网络朝着异构网络开始演进。随着频谱资源和设备能量受限，如何完善频谱利用率并降低能耗是十分重要的。传统的蜂窝通信模式已经很难有效地解决上述问题，所以D2D通信技术的概念于2009年被引入到LTE网络中。D2D通信通过建立不经过基站的直接传输链路，利用D2D短距离通信优势，能够有效地提升系统吞吐量、系统能耗等性能。并且，通过让D2D通信用户复用蜂窝用户的频谱资源，能够极大地提升频谱利用率。然而，其引入的干扰问题是无线系统首要解决的问题。功率控制是实现异构蜂窝网络中频谱资源共享的一种关键技术，通过合理地控制蜂窝用户和D2D用户的功率，使得当D2D通信接入蜂窝用户授权频段时，D2D通信和蜂窝通信对彼此产生的干扰可以不影响对方的正常通信。传统的异构网络中对D2D通信采取的资源分配方法，大部分是建立在单D2D通信系统模型上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构网络中基于频谱资源分配的多D2D通信资源分配方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤1：求

【技术特征摘要】
1.一种异构网络中基于频谱资源分配的多D2D通信资源分配方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤1：求其中，表示D2D通信s在频段m上所能达到的最大SINR；D2D通信s即为第s个D2D通信，频段m即为第m个频段；s＝1,2,…,S；m＝1,2,…,M；步骤2：判断频谱资源能否满足单频段服务质量需求；步骤3：将满足单频段服务质量需求的频谱资源进行排序；步骤4：为多D2D通信系统分配频谱资源；步骤5：判断所分配的频谱资源能否满足D2D通信总可达速率阈值需求；步骤6：在已分配频谱资源上，采用拉格朗日乘子法分配每个D2D通信在每个选取频段上的SINR目标；步骤7：求D2D通信s的功耗PsD；步骤8：求整个D2D通信系统的总功耗的表达式如下：其中，下标s＝1,2,…,S；下标m＝1,2,…,M；下标s表示D2D通信s，每个D2D通信主要由D2D通信发送端和D2D通信接收端组成；S表示D2D通信总个数；下标m表示蜂窝用户m，蜂窝用户m即为第m个蜂窝用户，并且蜂窝用户m使用频段m；M表示系统蜂窝用户总数；中括号]表示包含对应的区间端值，小括号(表示不包含对应的区间端值；其中，表示在满足和条件下，D2D通信s在频段m上所能达到的最大SINR阈值；其中，为单频段上蜂窝用户m的最小可达速率阈值需求；为单频段上D2D通信s的最小可达速率阈值需求；为对应的SINR，其中，为满足蜂窝用户m最大发送功率约束条件下，D2D通信s在频段m上所能达到的最大SINR阈值；表示蜂窝用户m的最大发送功率；分别表示蜂窝用户m到基站的链路信道增益、D2D通信s的链路信道增益、蜂窝用户m到D2D通信s接收端的链路信道增益、D2D通信s发送端到蜂窝用户m接收端的链路信道增益；N0为系统噪声；在步骤2中，判断频谱资源能否满足单频段服务质量需求的判定准则为：若满足上式，则表明D2D通信s在频段m上存在SINR值满足单频段上蜂窝用户m和D2D通信s最小可达速率阈值需求，且蜂窝用户m的最大发送功率阈值得以保障；其中，表示D2D通信s在频段m上分配的SINR目标；为对应的SINR，其中，在步骤3中，将满足单频段服务质量需求的频谱资源进行排序准则为：为D2D通信s在符合步骤2的单频段服务质量需求判定准则下的频谱资源中，根据的值对频谱资源进行正序排序；其中，s＝1,2,…,S；在步骤4中，多D2D通信系统频谱资源分配策略为：根据每个D2D通信的频谱资源排序情况，每一轮依次为每个D2D通信从未被该D2D通信选取的频段中选取最优的频段，所述最优的频段即频谱资源排序中最靠前的频段；在每次选择频段的过程中，如果D2D通信所选取的频段已经达到相应用户所需的频段个数，那么将该频段依次放入到各自的备选频段集合中；如果D2D通信在选取该频段时发现该频段已经被其它D2D通信选取，那么采用功耗比较方式：比较这两个D2D通信用户在该频段上满足最小可达速率阈值需求时D2D通信的功耗，基站将该频谱资源分配给功耗较低的D2D通信；在功耗比较中功耗较高的D2D通信用户，会选取自身备选频段集合中排序最靠前的频段作为补偿，如果该排序最靠前的频段仍被其他D2D通信所选择，按照所述功耗比较方式与该其他D2D通信做功耗比较；直到所有D2D通信选择的频段数目达到各自所需频段总数要求或者所有可用的频段都已被选择完毕，系统停止分配频谱资...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑东，何晨，蒋铃鸽，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31