一种蜂窝与D2D混合通信网络的下行传输与干扰协调方法.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CN107911867A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201710962312.4(22)申请日2017.10.16(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人李潇秦娜娜高西奇(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人朱桢荣(51)Int.Cl.H04W72/04(2009.01)H04W72/08(2009.01)H04B7/0456(2017.01)权利要求书4页说明书14页(54)发明名称一种蜂窝与D2D混合通信网络的下行传输与干扰协调方法(57)摘要本发明公开了一种蜂窝与D2D混合通信网络的下行传输与干扰协调方法，混合网络中蜂窝基站覆盖范围内存在若干与其共享下行频谱资源的D2D通信对，蜂窝基站采用均匀平面天线阵；蜂窝基站利用已知的统计信道信息先调度出服务的蜂窝用户并计算其预编码向量，再对调度出的蜂窝用户协调来自D2D通信对的干扰，接着协调D2D通信对间的干扰，然后利用已知的统计信道信息及部分用户等效信道信息对D2D通信对协调来自蜂窝的干扰；干扰协调完毕后，蜂窝基站仅对其服务用户集合中剩余的用户进行预编码传输。本发明具有所需信道信息量小，计算复杂度低的优点，可灵活设置不同门限满足不同的用户服务质量，有效降低蜂窝与D2D混合通信网络间干扰。CN107911867ACN107911867A权利要求书1/4页1.一种蜂窝与D2D混合通信网络的下行传输与干扰协调方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、混合网络中蜂窝基站覆盖范围内存在若干与其共享下行频谱资源的D2D通信对，蜂窝基站采用均匀平面天线阵，包括Mv行垂直方向天线阵元，水平方向每行Mh个阵元，总发射功率为Pc；混合网络中蜂窝用户个数为L，第k个蜂窝用户记为CUEk；第i个D2D通信对包括发送端TUEi以及接收端RUEi，均配置单天线，其发射功率最大为最小为其中，i＝1,…,Ns，Ns为混合网络中D2D通信对的个数；首先将各D2D通信对的发射功率初始化为最大发射功率将通信关闭的D2D通信对集合及蜂窝基站服务用户集合初始化为空集；步骤二、利用已知的统计信道信息计算各D2D通信对及蜂窝用户的关键参数；步骤三、进行蜂窝基站服务用户调度并计算调度出的服务用户集合中各蜂窝用户预编码向量；步骤四、对每个D2D通信对逐个协调其对蜂窝用户的干扰；步骤五、逐个协调D2D通信对之间的干扰；步骤六、逐个对D2D通信对协调来自蜂窝的干扰；步骤七、干扰协调完毕后仅对集合中剩余的蜂窝用户进行预编码传输，将集合中的D2D通信对间的通信关闭。2.根据权利要求1所述的一种蜂窝与D2D混合通信网络的下行传输与干扰协调方法，其特征在于，步骤二中所述统计信道信息包括：蜂窝基站与第k个蜂窝用户间信道的大尺度衰落因子其中，k＝1,…,L，第k个蜂窝用户的垂直发送相关阵和水平发送相关阵其中，矩阵Hc,k为蜂窝基站与第k个蜂窝用户之间的归一化信道矩阵，满足其第m行第n列的元素[Hc,k]m,n为蜂窝基站第m行第n列的天线阵元与第k个蜂窝用户之间的信道系数，上标(·)H代表共轭转置，E{·}代表求均值，tr{·}代表求矩阵的迹；第i个D2D通信对的发送端TUEi与第j个D2D通信对的接收端RUEj之间的大尺度衰落因子以及蜂窝基站与RUEi间信道的大尺度衰落因子垂直发送相关阵和水平发送相关阵其中，矩阵为蜂窝基站与RUEi间的归一化信道矩阵，满足其第m行第n列的元素[Hdi]m,n为蜂窝基站第m行第n列的天线阵元与RUEi间的信道系数；TUEi与第k个蜂窝用户间信道的大尺度衰落因子3.根据权利要求2所述的一种蜂窝与D2D混合通信网络的下行传输与干扰协调方法，其特征在于，步骤二中蜂窝基站利用统计信道信息计算各D2D通信对及蜂窝用户的关键参数包括：1)对第k个蜂窝用户，计算及其中，和分2CN107911867A权利要求书2/4页别为Mv×Mv和Mh×Mh的DFT矩阵，其第m行第n列的元素分别为和e为自然底数，j′虚数单位；2)对第k个蜂窝用户，计算及其中，和分别为ΛV,c,k的第a个对角元和ΛH,c,k的第b个对角元，并令以及3)对RUEi，计算及4.根据权利要求3所述的一种蜂窝与D2D混合通信网络的下行传输与干扰协调方法，其特征在于，步骤三具体如下：1.1)选择N′+1个整数和M′+1个整数满足以及其中N′为小于Mh的正整数，M′为小于Mv的正整数；1.2)将所有的L个蜂窝用户划分为M′N′组，划分准则为：若第k个蜂窝用户满足且则将其划入组1.3)从每组蜂窝用户中选出其和的乘积最大的蜂窝用户，选出的蜂窝用户总数记为1.4)若其中K为蜂窝基站同时服务的最大用户数，则将步骤1.3)