基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法.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CN108848045A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810762677.7(22)申请日2018.07.07(71)申请人西北大学地址710127陕西省西安市长安区学府大道1号(72)发明人李小亚贺晨张汉卿曹正文彭进业郑杰祁媚张明慧(51)Int.Cl.H04L25/03(2006.01)H04B7/0456(2017.01)H04W52/24(2009.01)H04W52/26(2009.01)H04L1/00(2006.01)H04B7/0452(2017.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法(57)摘要本发明公开了一种基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法，主要解决现有方法无法保证干扰对齐可行性和不同干扰链路路径损耗的不同，导致来自不同干扰链路的干扰强度不同的问题；其实施过程为：本系统将优化问题分解为三个子问题，并通过依次求解这三个子问题得出原问题的一个次优解：首先，在保证干扰对齐可行的前提下选择合适的干扰链路来进行干扰对齐，计算出连通系数矩阵a；其次针对所选出的干扰链路设计部分连通干扰对齐预编码V和解码矩阵G；最后针对剩余的干扰进行迭代凸近似功率优化；本发明能使得D2D及蜂窝通信链路提高自由度，同时有效提升网络吞吐量。CN108848045ACN108848045A权利要求书1/2页1.一种基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法，包括如下步骤：(1)保证干扰对齐可行的干扰选取；(2)迭代式部分干扰对齐；(3)迭代凸近似功率优化。2.根据权利要求1所述的一种基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法，其中步骤(1)所述的保证干扰对齐可行的干扰选取按照如下步骤进行：(1a)将所有干扰链路的信干比按从低到高的顺序排序，排序方法可以采用简单的插入排序法或一些高效的排序方法，所有干扰链路的连通系数置为0，其中γ[kj]为干扰链路j→k的信干比，j，为所有复用相同资源的蜂窝用户和D2D链路的集合；(1b)对于基站受到的干扰，即k∈C：选取拥有前小SIR的干扰链路进行干扰对齐，也就是这些链路的连通系数置为1，其中M为基站配置的天线数目，d为每条链路的自由度；(1c)对于剩余干扰，选取拥有前nUE小SIR的干扰链路进行干扰对齐，也就是这些链路的连通系数置为1，其中N是用户配置的天线数目，D是所有使用相同资源的D2D链路数目之和，L为小区个数；(1d)对经过步骤(1b)和步骤(1c)建立的部分连通干扰网络进行可行性检测，如果满足干扰对齐可行条件，结束；否则进入步骤(1e)；(1e)从步骤(1b)和步骤(1c)中选出的干扰链路中选出j→k去除，其中j，k是根据下式计算出的：c[kj]＝α[kg]d2，c[kk]＝0，返回步骤(1d)，其中c[kj]为发送节点j到接收节点k的蜂窝用户链路，α[kj]为发送节点j和接收节点k之间干扰链路的连通系数。3.根据权利要求1所述的一种基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法，其中步骤(2)所述的迭代式部分干扰对齐按照如下步骤进行：(2a)对干扰对齐预编码矩阵初始化，迭代次数i＝0；(2b)通过最小化干扰泄露计算正向通信干扰对齐解码矩阵l＝1，2，...，d，其中H[kj]为发送节点j和接收节点k之间干扰链路的信道矩阵，P[j]为干扰功率；(2c)通过最小化干扰泄露计算反向通信解码矩阵，此时反向通信的解码矩阵即正向通信的预编码矩阵l＝1，2，...，d，其中，(2d)令i＝i+1，循环步骤(2b)～(2d)直至收敛。2CN108848045A权利要求书2/2页4.根据权利要求1所述一种基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法，其中步骤(3)所述的迭代凸近似功率优化按照如下步骤进行：(3a)初始化，产生一个可行的初始功率向量P(n)，n＝0；(3b)通过使用一阶泰勒展开公式将g(P)在P(n)点近似为一个线性函数，其中g(P)为功率向量P处的信道增益；(3c)求解凸优化问题并将最优值赋予功率向量P(n+1)，其由对g(P)在P(n)点进行一阶泰勒展开得到的近似函数；(3d)令n＝n+1，并循环步骤(2)至步骤(4)直至其中为功率优化问题的目标函数。3CN108848045A说明书1/8页基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法技术领域[0001]本发明属于网络中资源管理和干扰的联合管理领域，涉及一种基于联合干扰对齐和功率优化的D2D通信干扰管理方法。背景技术[0002]由于未来无线通信系统会越来越密集，干扰情况将更加复杂，所以单纯依靠资源管理的方法已不能有效消除网络中的干扰。