发明授权-201510133650.8-蜂窝异构网络中基于功率控制的D2D资源分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN104796990B(45)授权公告日2018.05.29(21)申请号201510133650.8(56)对比文件(22)申请日2015.03.25CN102083138A,2011.06.01,US2014/0198694A1,2014.07.17,(65)同一申请的已公布的文献号DaquanFeng.Device-to-Device申请公布号CN104796990ACommunications.《IEEETRANSACTIONSON(43)申请公布日2015.07.22COMMUNICATIONS》.2013,第61卷(第8期),(73)专利权人上海交通大学Ang-HsunTsai.IntelligentResource地址200240上海市闵行区东川路800号ManagementforDevice-to-Device.《IEEE》.2012,(72)发明人韩琰蒋铃鸽何晨审查员蔡佳丽(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.H04W72/04(2009.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称蜂窝异构网络中基于功率控制的D2D资源分配方法(57)摘要本发明提供了一种蜂窝异构网络中基于功率控制的D2D资源分配方法，包括：根据最优功率分配方案，分别计算D2D发送端、宏蜂窝用户、飞蜂窝用户的最优发送功率；确定D2D对的最优复用频谱数；分别计算出这个D2D对复用每个宏蜂窝用户CUE频谱资源时的根据从小到大排序，选出前Nf个频段，为此D2D对复用；对多对D2D对重复以上步骤，动态更新资源分配策略。本发明联合优化了宏蜂窝用户、飞蜂窝用户和D2D用户的发送功率，并得到了最优发送功率的闭式解；其次，本发明为每个D2D用户定义了一个最优频谱资源复用数，提高了整个网络的频谱利用率，且在提升D2D吞吐量的同时节省了系统的总功耗，符合绿色通信的要求。CN104796990BCN104796990B权利要求书1/2页1.一种蜂窝异构网络中基于功率控制的D2D资源分配方法，其特征在于，包括如下具体步骤：第一步，根据最优功率分配方案，分别计算D2D发送端、宏蜂窝用户、飞蜂窝用户的最优发送功率i表示宏蜂窝用户占用的频谱序号，i＝1,2,...,N，N为小区内宏蜂窝用户数，上标＊表示最优；其中，所述最优功率分配方案如下：令一个D2D对复用多个宏蜂窝用户CUE的频谱资源，通过联合优化宏蜂窝用户CUE、飞蜂窝用户FUE和D2D用户的发射功率，使得该D2D对的吞吐量最大化；第二步，根据δ＝0.1，确定D2D对的最优复用频谱数Nf；其中，ΔTh表示D2D复用频谱数增加时的平均吞吐量增量，Δn表示D2D复用频谱数的增量，δ表示吞吐量增长速率门限值；Th表示当D2D复用频谱数为n时的平均吞吐量，n＝1,2,...,N，N为小区内宏蜂窝用户数，那么定义D2D对的最优频谱复用数Nf即为当吞吐量增长速率小于吞吐量增长速率门限值δ时的D2D复用频谱数；第三步，分别计算出这个D2D对复用每个宏蜂窝用户CUE频谱资源时的表示频谱i上的D2D用户、宏蜂窝用户和飞蜂窝用户的总功率；第四步，根据从小到大排序，选出前Nf个频段，为此D2D对复用；第五步，对多对D2D对重复以上第一步至第四步，动态更新资源分配策略；分别为D2D发送端、宏蜂窝用户和飞蜂窝用户的最优发送功率，表达式如下：其中，是D2D发送端在频段i上的最大发射功率，表示投影在区间上的值，λ为拉格朗日乘子；ρi是频段i上的宏蜂窝用户CUE的QoS门限，θi是频段i上的飞蜂窝用户FUE的QoS门限；分别为频段i上的宏蜂窝用户CUE到宏蜂窝基站、到D2D接收端、到飞蜂窝基站的信道增益，分别为频段i上的D2D发送端到宏蜂窝基站、到D2D接收端、到飞蜂窝基站的信道增益，分别为频段i上的飞蜂窝用户FUE到宏蜂窝基站、到D2D接收端、到飞蜂窝基站的信道增益，2CN104796990B权利要求书2/2页分别表示频段i上的宏蜂窝用户、D2D用户和飞蜂窝用户受到的系统噪声；且有2.根据权利要求1所述的蜂窝异构网络中基于功率控制的D2D资源分配方法，其特征在＊于，λ的最大值λmax为且每个都随λ单调递减，λ通过二分法找到，随后将λ＊作为拉格朗日乘子λ带入到的表达式中得到D2D发送端、宏蜂窝用户和飞＊蜂窝用户的最优发送功率；maxi{·}表示频段i上的最大值，λ表示拉格朗日乘子的最优值。3.根据权利要求1所述的蜂窝异构网络中基于功率控制的D2D资源分配方法，其特征在于，资源分配策略的更新准则为：如果某个频段同时被多个D2D对选中，则比较该多个D2D对在该频段上的系统功耗，把该频段资源分配给此频段上系统总功耗最小的