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(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CN108924799B (45)授权公告日2020.06.16 (21)申请号201810869724.8H04B17/382(2015.01) (22)申请日2018.08.02H04B17/391(2015.01) H04W72/10(2009.01) (65)同一申请的已公布的文献号H04W72/04(2009.01) 申请公布号CN108924799A 审查员程佳丽 (43)申请公布日2018.11.30 (73)专利权人重庆大学 地址400044重庆市沙坪坝区沙坪坝正街 174号 (72)发明人吴玉成刘思含甘海华翟莎莎 刘小翠 (74)专利代理机构北京天奇智新知识产权代理 有限公司11340 代理人张学平 (51)Int.Cl. H04W4/70(2018.01)权利要求书3页说明书11页附图4页 (54)发明名称 一种蜂窝网络中D2D通信的资源分配算法 (57)摘要 本发明涉及一种蜂窝网络中D2D通信的资源 分配算法,解决的是提升能效差的技术问题,通 过采用包括建立蜂窝网络D2D通信模型,定义约 束条件;采用基于改进的功率控制算法进行功率 控制,并从可复用集合中剔除不符合条件的用 户;包括计算功率分配闭合表达式为满 足约束条件的最优发射功率组合;其中,为 D2D用户m的最优发射功率,为蜂窝用户n的最 优发射功率;采用改进的匹配算法获得最佳信道 配对,得出满足约束条件的最优信道分配方案的 技术方案,较好的解决了该问题,可用于D2D通信 中。 CN108924799B CN108924799B权利要求书1/3页 1.一种蜂窝网络中D2D通信的资源分配方法,其特征在于:所述资源分配方法包括: 步骤一,建立蜂窝网络D2D通信模型,定义蜂窝用户n的发射功率为D2D用户m的发射 功率为D2D用户m复用蜂窝用户n信道资源,定义约束条件,约束条件包括:一个蜂窝用 户的信道资源只被一个D2D用户复用,一个D2D用户只复用一个蜂窝用户信道资源,蜂窝用 户发射功率和D2D用户发射功率必须满足最大功率限制要求,蜂窝用户信干噪比和D2D用户 信干噪比不得小于最低信干噪比要求; 步骤二,采用基于改进的功率控制算法进行功率控制,并从可复用集合中剔除不符合 条件的用户;包括计算功率分配闭合表达式为满足约束条件的最优发射功率组 合;其中,为D2D用户m的最优发射功率,为蜂窝用户n的最优发射功率; 步骤三,采用改进的匹配算法获得最佳信道配对,得出满足约束条件的最优信道分配 方案; 所述步骤二包括:步骤1,根据约束条件中蜂窝用户信干噪比和D2D用户信干噪比不得 小于最低信干噪比要求,计算出蜂窝用户功率最低门限值和D2D功率最低门限值; 步骤2,计算蜂窝用户最佳发射功率其中为蜂 窝用户发射功率最小约束值,为蜂窝用户最大发射功率; 步骤3,利用LambertW函数计算D2D用户发射功率,如果蜂窝用户发射功率最小约束值 时,或蜂窝用户发射功率最小约束值时,或D2D用户发射功率最小约束值 时,或剔除对应的D2D用户;其中,为D2D用户的最大发射功率, 为D2D用户发射功率最小约束值; 所述改进的匹配算法为基于Gale-Shapley婚姻匹配的信道分配算法,利用基于Gale- Shapley婚姻匹配的信道分配算法为已经分配功率的D2D用户合理分配信道资源; 步骤3包括:步骤A1,定义使用LambertW函数求出ψ在取最优 值;其中,w为LambertW函数, 步骤A2,根据步骤1中的的最大值约束条件和 的最小值约束条件计算出最优发射功率组合并计算出剔除条件; 其中,最大值约束条件为D2D用户m的最小值约束条件为 2 CN108924799B权利要求书2/3页 蜂窝用户n的最小值约束条件为 其中 步骤A1包括:令且t>1,则计算出 对求导,令求出的导数大于0,即有 令ψn=t-tlnt+2TP0-1,并对ψn求导得到导数 由于t>1,导数成立,且ψn在t∈(1,+∞)上单调递减; 当t→+∞时ψn<0,当t=1时ψn=2TP0大于零;计算出ψ在处取得最大值; 步骤A2包括:(1)如果最优发射功率组合为: (2)如果最优发射功率组合为: 3 CN108924799B权利要求书3/3页 (3)如果禁止对应D2D用户接入; 步骤三包括:步骤A,定义信道分配问题模型表示为: 步骤B,声明每个蜂窝用户和D2D用户的可用性,标记不能与D2D用户复用资源的蜂窝用 户; 步骤C,计算用户端的偏好序列,包括根据为每个D2D用户对计算偏好值, 依据偏好值确定期望匹配的蜂窝用户优先级列表;根据为计算蜂窝用户计 算偏好值,并确