一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法技术

本发明专利技术提出一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法，该方法包括以下步骤：S1：构建由M个蜂窝用户和N个D2D对用户组成的单个小区系统中的上行通信链路场景，D2D用户复用蜂窝用户的频带资源进行设备到设备间直接通信；S2：通过用户分组方法对D2D用户分组，每组中包含两对D2D用户，每个D2D组中的D2D用户可以复用同一个蜂窝用户频谱资源；S3：在保证满足蜂窝用户和D2D用户的服务质量的约束下，建立基于最大化D2D吞吐量的多目标优化问题；S4：将多目标问题转化为单目标问题，计算每个D2D组中最优的功率分配问题，得出D2D组中满足单目标问题的D2D用户的最优发射功率；S5：应用比例公平分配理论为D2D组选择复用的蜂窝用户频谱资源，完成信道分配。完成信道分配。完成信道分配。

【技术实现步骤摘要】
一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法


[0001]本专利技术属于通信
，涉及一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法。

技术介绍

[0002]随着移动终端和多媒体的迅速发展，对高速率数据传输的需求增加，D2D通信也被认为是有效缓解无线网络压力的有效手段。D2D用户(Device to Device,D2D)主要通过复用蜂窝用户(Cellular User,CU)的频谱资源进行传输，无需通过基站(Base Station，BS)，能够实现近距离服务的低功率传输，以提高能量效率和频谱效率。此外，D2D通信还具有促进新型点对点服务的潜力。
[0003]NOMA已被纳入3GPP长期演进(LTE)，因其显著提高频谱效率和提供超高连通性的潜在能力，被认为是未来网络中有前途的技术之一。与传统的正交多址(OMA)技术不同，NOMA能够支持多个用户通过使用不同的功率级别来共享相同的资源(如时间/频率/代码)。一般来说，NOMA允许在NOMA集群中叠加不同的用户消息信号。然后通过应用SIC在接收端检测和解码所需的消息信号。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：构建由M个蜂窝用户和N个D2D对用户组成的单个小区系统中的上行通信链路场景，D2D用户复用蜂窝用户的频带资源进行设备到设备间直接通信；S2：通过用户分组方法对D2D用户分组，每组中包含两对D2D用户，每个D2D组中的D2D用户可以复用同一个蜂窝用户频谱资源；S3：在保证满足蜂窝用户和D2D用户的服务质量的约束下，建立基于最大化D2D吞吐量的多目标优化问题；S4：将多目标问题转化为单目标问题，计算每个D2D组中最优的功率分配问题，得出D2D组中满足单目标问题的D2D用户的最优发射功率；S5：应用比例公平分配理论为D2D组选择复用的蜂窝用户频谱资源，完成信道分配。2.根据权利要求1所述的一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法，其特征在于，步骤S1具体方法如下：S11:构建包含一个基站，M个蜂窝用户，N个D2D用户的单个小区系统的上行通信底层蜂窝网络，蜂窝用户用集合C表示，即C＝{C1,C2,
…
,C
k,
…
,C
M
}，每个蜂窝用户C
k
被分配一个子信道SC
i
∈SC，SC＝{SC1,SC2,
…
SC
k
,...,SC
M
}，且所有子信道相互正交，D2D用户用集合D表示，即D＝{D2D1,D2D2,
…
,D2D
j
,...,D2D
N
}，D2D用户复用蜂窝用户的信道频谱资源；S12：蜂窝用户以预设功率向基站发送信号，复用该蜂窝用户信道频谱资源的D2D用户接收端受到蜂窝用户的干扰后，应用基于NOMA的SIC技术将蜂窝用户干扰信号消除。3.根据权利要求2所述的一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法，其特征在于，步骤S2具体方法如下：S21：计算所有N个D2D用户之间的距离；S22:建立一个D2D用户发射端和接收端之间距离的二维矩阵V
N*N
,，t≠r时，V
t,r
的值为第t个D2D用户发射端和第r个D2D用户接收端之间的距离,t＝r时，设置V
t,r
＝0,即对角线值为0，表示D2D用户直连链路通信之间的距离假设为0，并不表示D2D直连链路通信的实际距离；S23：从二维表中找到值最大的数据，该数据对应的行和列即为分到同一组中的两对D2D用户，选出分组后将该值设为0，表示已经分组的D2D用户不再参与分组；S24:重复S23，直到完成所有N个D2D分组。4.根据权利要求3所述的一种基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户共享方法，其特征在于，步骤S3具体方法如下：S31：对于一个D2D组中的两对D2D用户分别为D2Dm和D2Dn，复用蜂窝用户CUk的频谱资源，蜂窝用户CUk需要满足的信干噪比如下：其中，是蜂窝用户Cuk发送信号的最大功率，h
k,B
是蜂窝用户CUk到基站的链路增益，h
mB
和h
nB
分别是D2Dm和D2Dn到基站的链路增益，是蜂窝用户CUk的最小信干噪比，和分别是D2Dm和D2Dn的发射功率，信道高斯白噪声为σ2；S32：当D2D组中用户收到来自蜂窝用户的干扰时，D2Dm和D2Dn消除蜂窝用户CUk的干
扰，D2Dm和D2Dn满足运用NOMA的SIC技术消除蜂窝用户干扰的条件分别为：扰，D2Dm和D2Dn满足运用NOMA的SIC技术消除蜂窝用户干扰的条件分别为：其中，h
km
是蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘田田，王斌，王文鼐，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：