蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113965956A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111134654.X(22)申请日2021.09.27(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人郭坤祺张家骏钱雨婷陈昱欣胡效康王晨阳(51)Int.Cl.H04W28/02(2009.01)H04W72/04(2009.01)H04W72/08(2009.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法(57)摘要本发明公开了蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，本发明默认蜂窝小区间干扰已经处于或利用其他小区间干扰控制方法使之处于可接受范围内，其模型建立在单个蜂窝小区之内，D2D设备复用蜂窝用户设备的上行链路资源。主要方法包括：D2D用户在选择复用的蜂窝信道时的信道干扰感知方法；D2D设备性能指标，以及综合功耗、数据传输速率的D2D通信性能指标的建立方法；满足蜂窝用户QoS前提下提高D2D通信性能的功率分配方法；根据信道条件的变动对整个资源分配方案进行动态调整的方法。本发明中各种方法的计算复杂度低，能够较快完成资源分配，节约资源分配过程中消耗的时间/频率资源。CN113965956ACN113965956A权利要求书1/2页1.蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，其特征在于，包括：S1，D2D用户在选择复用的蜂窝信道时的信道干扰感知及信道预分配的方法；S2，对已经预分配信道的DUE进行功率分配的方法。2.根据权利要求1所述的蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，其特征在于，所述S1中，信道干扰感知的方法具体包括如下：在单个有限信道的蜂窝网络中，BS查看UE发送的数据包头部持续寻找潜在的D2D数据流，若数据源和数据目的设备在同一个BS覆盖范围内，则认为二者有潜在的D2D连接需求，此时BS计算所有蜂窝信道内的CUE在这对潜在DUE处带来的接收信号强度，将其视为D2D通信干扰因素，计算方式为：Ik＝PkmGk(k＝1,2,3,…,N)式中，Pkm是第k子信道CUE的最大发射功率，Gk是该CUE到DUE的信道增益，矩阵Ik的值即表示DUE在各个蜂窝信道进行D2D通信受到的干扰强度，若k子信道空闲无CUE则Ik＝0，N是信道的个数。3.根据权利要求2所述的蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，其特征在于，所述S1中，信道预分配的方法具体包括如下：BS根据Ik对蜂窝信道排优先级，Ik值越小的信道优先级越高，Ik值相同的信道优先级并列，选择优先级最高的任意信道预分配给DUE，请求两端DUE相互之间进行该信道的CSI测量。测量完毕后将测量值上报至BS，同时在上报过程中也应完成DUE至BS的CSI测量。4.根据权利要求1所述的蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，其特征在于，所述S2的具体过程包括：S2.1首先确定预分配信道的CUE的信道速率需求，如下式所示：式中Rreqk是该CUE的信道速率需求，应由CUE向BS上报，Rk是第k蜂窝信道CUE的信道速率，Pk是该CUE的发射功率，Gkb是该CUE到BS之间的信道增益，Pd是复用第k蜂窝信道的DUE的2发射功率，Gdk是该DUE到预分配信道的CUE之间的信道增益，σ为热噪声功率，若该信道空闲，未被CUE占用，则应有Rreqk＝0；S2.2将CUE信道速率需求转为发射功率需求，转换公式为：式中Preqk是k蜂窝信道CUE满足信道速率需求的最低发射功率。S2.3进行DUE的功率分配，在满足CUE与DUE信道速率需求的同时给出DUE最佳能效。5.根据权利要求4所述的蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，其特征在于，所述S2.3具体过程包括：S2.3.1计算最佳DUE分配功率：2CN113965956A权利要求书2/2页在计算上式时，应确保式中只有Pd一个自变量，BW为单个蜂窝子信道的带宽，对Pd在[Preqd，Pdmax]区间求出使得ηee最大的即为分配给这对DUE的最大发射功率。其中，Pdmax为DUE最大允许发射功率，Preqd为DUE最低发射功率需求，后者由下式计算得出：式中Rreqd是DUE的信道速率需求，由DUE向BS上报，Preqd是满足该DUE信道速率需求的最低发射功率，Gdd是两端DUE之间的信道增益。6.根据权利要求5所述的蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，其特征在于，所述S2.3具体过程还包括：S2.3.2在功率分配完成记录此时对应的值，并上报BS，由BS确认复用关系。7.根据权利要求4所述的蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法，其