一种最大化遍历容量的D2D中继功率控制方法技术

本发明专利技术公开了一种最大化遍历容量的D2D中继功率控制方法，包括建立D2D中继系统模型，各部分次优解的解析推导过程，最优功率的迭代求解过程三个步骤。本发明专利技术优化了D2D中继通信系统的遍历容量，保证了蜂窝用户需求的同时，最大化了D2D链路的遍历容量。与无中继的半双工及全双工D2D通信相比，该D2D中继系统极大的提升了较远距离D2D通信的传输速率。同时与全双工D2D直连通信相比，即使自干扰系数高于一定阈值时，该D2D中继通信系统仍可以提供显著的增益，这在未来拥有十分广阔的前景。这在未来拥有十分广阔的前景。这在未来拥有十分广阔的前景。

【技术实现步骤摘要】
一种最大化遍历容量的D2D中继功率控制方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，更具体的说是涉及一种最大化遍历容量的D2D中继功率控制方法。

技术介绍

[0002]目前，随着无线通信技术的迅猛发展，终端设备的数量呈现爆炸式增长的态势，同时，可用的频谱资源正变得越来越少。因此，用户对于无线通信带宽需求的不断增长和蜂窝网络有限的无线资源供应成为主要的矛盾。未来，如何提高有限频谱的利用率是蜂窝网络演进的重要方向，提高频谱的资源复用是近几年来蜂窝网络研究的重点。其中，D2D(Device
‑
to
‑
Device)技术通过复用蜂窝网络频谱资源的方式提高频谱资源利用率，是近年来研究的热点。
[0003]在D2D通信中，邻近用户设备(UE)无需通过基站(BS)即可直接通信。这将可以有效提高频谱效率(SE)、减少延迟并降低每比特所需的能量。通常，基于D2D通信的频谱分配，按照D2D的工作模式被分为两类：蜂窝用户和D2D用户共享相同无线资源的复用模式，以及给予D2D用户专用蜂窝资源的正交模式。尽管在复用模式下D本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种最大化遍历容量的D2D中继功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立D2D中继系统模型；所述D2D中继系统模型包括一对D2D用户、一个蜂窝用户和一个基站，并在所述D2D用户之间增加一个中继节点；所述D2D用户与所述蜂窝用户进行相互通信；步骤2：优化所述D2D中继系统模型，求解D2D中继系统模型中所述D2D用户、所述中继节点和所述蜂窝用户的次优发射功率；步骤3：对所述D2D用户、所述中继节点和所述蜂窝用户的次优发射功率进行迭代求解分别获得D2D用户最优发射功率、最优中继发射功率和最优蜂窝用户发射功率。2.根据权利要求1所述的一种最大化遍历容量的D2D中继功率控制方法，其特征在于，建立的所述D2D中继系统模型中所述D2D用户包括DU1和DU2，通过中继节点RU以解码转发的方式进行相互通信，通信过程分为两个时隙；在第一个时隙中，DU1和DU2均向所述中继节点发送编码信息，中继节点RU对所述编码信息进行重新编码并在第二个时隙将重新编码信息转发到DU1和DU2中。3.根据权利要求2所述的一种最大化遍历容量的D2D中继功率控制方法，其特征在于，所述步骤2求解在第一个时隙中，DU1和DU2的次优发射功率，以及第二个时隙中，中继节点RU转发到DU1和DU2的次优中继发射功率，求解过程包括：步骤21：根据通信干扰情况，对不同链路的信干噪比进行计算；第一个时隙中，DU1
‑
RU和DU2
‑
RU链路的信道干扰加噪声比表示为：其中i∈{1,2}，表示D2D用户中的DU1或DU2；和G
c,r
分别代表DU1
‑
RU、DU2
‑
RU和CU
‑
RU链路的信道增益；N0为高斯白噪声；P
c
为蜂窝用户的发射功率；信道增益表示为其中h表示信道衰落服从单位均值的瑞利衰落，d
i,j
是发射机i和接收机j之间的距离，n为路径损耗指数；中继节点RU处的信干噪比表示为：其中及分别代表DU1及DU2的发射功率；在第二个时隙中，RU
‑
DU1和RU
‑
DU2链路的信道干扰加噪声比表示为：其中i∈{1,2}，表示D2D用户中的DU1或DU2；及分别为RU
‑
DU1，RU
‑
DU2，CU
‑
DU1及CU
‑
DU2链路的信道增益；步骤22：计算两个时隙中两个D2D用户以中继转发方式相互中继通信的信道速率步骤22：计算两个时隙中两个D2D用户以中继转发方式相互中继通信的信道速率步骤22：计算两个时隙中两个D2D用户以中继转发方式相互中继通信的信道速率
R
MAC
＝log2(1+SINR
MAC
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)其中，和分别为RU在第二个时隙中指向DU1和DU2的中继发射功率；步骤23：在基站BS接收的信道干扰加噪声比表示为：其中，G
c,b
代表CU
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：于银辉，程国豪，田子玉，郭思宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：