全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法.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CN107182116A(43)申请公布日2017.09.19(21)申请号201710471462.5(22)申请日2017.06.20(71)申请人北京邮电大学地址100876北京市海淀区西土城路10号(72)发明人刘芳侯欣静刘元安(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403代理人朱亲林(51)Int.Cl.H04W52/14(2009.01)H04W52/24(2009.01)H04W52/26(2009.01)H04W52/36(2009.01)H04W72/04(2009.01)H04W72/08(2009.01)权利要求书4页说明书13页附图3页(54)发明名称全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法(57)摘要本发明公开了一种全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法，包括：根据给定的目标门限、发射功率及约束条件，得到发射用户的发射功率的新约束条件；简化得到蜂窝通信速率与上行用户发射功率的对应关系及上行用户发射功率的新约束条件；基于凸优化理论、KKT条件及蜂窝通信速率最大化原则，得到理论最优上行用户发射功率；获得相应最优的全双工基站发射功率、蜂窝通信速率；遍历目标门限下的发射功率，迭代求出最优全双工基站与上行用户的发射功率及蜂窝通信速率；检索最大值获得满足速率最优的发射用户、全双工基站的及上行用户的发射功率进行通信。所述控制方法能够降低通信链路之间的同频干扰并且提高系统通信效率。CN107182116ACN107182116A权利要求书1/4页1.一种全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法，其特征在于，包括：根据预先给定的半双工D2D通信速率理论可达目标门限范围中的一个目标门限、半双工蜂窝上行用户与全双工基站的最大发射功率、最小发射功率以及半双工D2D发射用户理论可行的发射功率约束条件，得到资源复用场景下半双工D2D发射用户的发射功率需满足的新约束条件；基于给定的半双工D2D通信速率目标门限与该门限下基于新约束条件的可行半双工D2D发射用户的发射功率、全双工基站的最大与最小发射功率以及半双工蜂窝上行用户发射功率约束条件，简化得到全双工蜂窝通信速率与半双工蜂窝上行用户发射功率的对应关系及半双工蜂窝上行用户发射功率的新约束条件；基于凸优化理论、KKT条件以及全双工蜂窝通信速率最大化原则，计算得到该可行半双工D2D发射用户的发射功率所对应的理论最优半双工蜂窝上行用户发射功率；结合全双工基站的发射功率与半双工蜂窝上行用户发射功率的联系，获得相应最优的全双工基站发射功率；基于所求半双工蜂窝上行用户与全双工基站的发射功率，获得相应全双工蜂窝通信速率；遍历半双工D2D通信速率目标门限下每一可行半双工D2D发射用户的发射功率，迭代求出每一可行半双工D2D发射用户的发射功率所对应的最优全双工基站与半双工蜂窝上行用户的发射功率及相应全双工蜂窝通信速率；基于该半双工D2D通信速率目标门限获得全双工蜂窝通信速率集，检索其最大值，获得该半双工D2D通信速率目标门限下，满足全双工蜂窝速率最优的半双工D2D发射用户的发射功率、全双工基站的发射功率以及半双工蜂窝上行用户的发射功率进行通信。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，全双工蜂窝移动通信系统中，全双工蜂窝通信速率的计算表达式及各发射设备的发射功率约束条件为：pCu＝PCu/PCu，0≤pCu≤1；pB＝PB/PB，0≤pB≤1；pDt＝PDt/PDt，0≤pDt≤1；22γCuB＝|hCuB|PCu/σ；22γBCd＝|hBCd|PB/σ；22γDtB＝|hDtB|PDt/σ；22γDtCd＝|hDtCd|PDt/σ；其中，RC为全双工蜂窝上行通信速率与下行通信速率之和，PCu、PB、PDt分别为半双工蜂窝上行用户、全双工基站、半双工蜂窝下行用户的实际发射功率，PCu、PB、PDt分别为半双工蜂窝上行用户、全双工基站、半双工蜂窝下行用户最大的发射功率；pCu、pB、pDt分别表示对半双工蜂窝上行用户、全双工基站、半双工蜂窝下行用户的归一化发射功率；γCuB、γBCd、γDtB、γDtCd分别为半双工蜂窝上行用户到全双工基站的通信链路、全双工基站到半双工蜂窝下行用户的通信链路、半双工D2D发射用户到全双工基站的干扰链路、半双工D2D发射用户到半双工蜂窝下行用户的干扰链路的信噪比；hCuB、hBCd、hDtB、hDtCd为相应链路的信道衰落系2CN107182116A权利要求书2/4页22222数；gCuB＝|hCuB|、gBCd＝|hBCd|、gDtB＝|hDtB|、gDtCd＝|hDtCd|为相应链路的信道增益；σ为热噪声参数；β表示残余自干扰对热噪声的提升系数；半双工