一种蜂窝网络中联合上下信道的D2D通信的资源分配方法.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CN111586646A(43)申请公布日2020.08.25(21)申请号202010462646.7(22)申请日2020.05.27(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人吴玉成周力余海飞吴新淘陈世勇(74)专利代理机构重庆敏创专利代理事务所(普通合伙)50253代理人陈千(51)Int.Cl.H04W4/70(2018.01)H04W52/14(2009.01)H04W52/24(2009.01)H04W52/38(2009.01)H04W72/04(2009.01)权利要求书6页说明书20页附图7页(54)发明名称一种蜂窝网络中联合上下信道的D2D通信的资源分配方法(57)摘要本发明提供一种蜂窝网络中联合上下信道的D2D通信的资源分配方法，包括：建立蜂窝网络D2D通信模型；获取D2D用户复用上行、下行通道的发射功率、基站的发射功率以及蜂窝用户的发射功率在预设约束条件下的最小约束值；根据LambertW函数和最小约束值计算所有的最优发射功率；基于Kuhn-Munkres算法和所有的最优发射功率找出蜂窝用户给D2D用户分配的最佳上行信道资源、蜂窝用户给D2D用户分配的最佳下行信道资源。本发明中的D2D用户采用上下行信道联合复用的方式进一步提高频谱利用率；且联合功率控制、信道分配进行两级资源分配方法，最大程度地发挥D2D通信系统的优势；采用蜂窝用户和D2D用户联合调整的功率分配方案，能够最大化D2D用户能量效率。CN111586646ACN111586646A权利要求书1/6页1.一种蜂窝网络中联合上下信道的D2D通信的资源分配方法，其特征在于，包括：建立蜂窝网络D2D通信模型，所述通信模型包括基站、蜂窝用户及D2D用户；获取所述D2D用户复用上行通道的发射功率、所述D2D用户复用下行通道的发射功率、所述基站的发射功率以及所述蜂窝用户的发射功率在预设约束条件下的最小约束值；根据LambertW函数和所述最小约束值计算所述蜂窝用户的最优发射功率、所述基站的最优发射功率、所述D2D用户复用上行通道的最优发射功率以及所述D2D用户复用下行通道的最优发射功率；基于Kuhn-Munkres算法和所有的最优发射功率找出所述蜂窝用户给所述D2D用户分配的最佳上行信道资源、所述蜂窝用户给所述D2D用户分配的最佳下行信道资源；根据所述最佳上行信道资源和所述最佳下行信道资源能使所述D2D用户的能量效率达到最大化。2.根据权利要求1所述的蜂窝网络中联合上下信道的D2D通信的资源分配方法，其特征在于，获取计算D2D用户的能量效率的目标函数，有：基于所有的最优发射功率确定所述D2D用户的能量效率达到最大化时的目标函数，有：基于Kuhn-Munkres算法计算所述D2D用户的能量效率达到最大化时的目标函数，获取所述D2D用户的能量效率达到最大化时，所述蜂窝用户给所述D2D用户分配的最佳上行信道资源、所述蜂窝用户给所述D2D用户分配的最佳下行信道资源；其中，ηee：表示可以接入网络的D2D用户集合DA的总能量效率；表示可以接入网络的D2D用户集合DA的最大总能量效率；表示蜂窝用户Cn分配给D2D用户Dm的上行信道资源；表示蜂窝用户Cn分配给D2D用户Dm的下行信道资源；表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn上行信道的传输速率；表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn下行信道的传输速率；表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn上行通道的发射功率；表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn下行通道的发射功率；P0：表示单个设备的电路功率损耗；2CN111586646A权利要求书2/6页表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn上行信道的最优传输速率；表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn下行信道的最优传输速率；表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn上行通道的最优发射功率；表示D2D用户Dm复用蜂窝用户Cn下行通道的最优发射功率。3.根据权利要求1所述的蜂窝网络中联合上下信道的D2D通信的资源分配方法，其特征在于，所述预设条件包括：一个蜂窝用户的上行信道或下行信道只能被一个D2D用户复用，即：一个D2D用户只能复用一个蜂窝用户的上行信道或下行信道；即：蜂窝用户的发射功率必须小于或等于对应的最大发射功率，即：D2D用户复用蜂窝用户上行通道或下行通道的发射功率必须小于或等于对应的最大发射功率，即：基站的发射功率必须小于或等于对应的最大发射功率，即：蜂窝用户信干噪比、基站信干噪比均不得小于蜂窝用户最低信干噪比，即：D2D用户复用上行信道或下行信道的信干噪比必须大于D2D用户最低信干噪比，即：其中，表示蜂窝用户Cn分配给D2D用户Dm的上行信道资源；表示蜂窝用户Cn分配给D2D用户Dm的下行信