发明授权-2014105896542-嵌入D2D的蜂窝网络中基于全双工中继的功率控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN104284407B
(45)授权公告日2018.07.06
(21)申请号201410589654.2(56)对比文件
(22)申请日2014.10.28CN104105158A,2014.10.15,
CN103731900A,2014.04.16,
(65)同一申请的已公布的文献号CN103781016A,2014.05.07,
申请公布号CN104284407AWO2012075630A1,2012.06.14,
(43)申请公布日2015.01.14审查员徐泉
(73)专利权人中国矿业大学
地址221116江苏省徐州市大学路铜山区
中国矿业大学科研院
(72)发明人张国鹏刘鹏
(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所
(普通合伙)32249
代理人杨晓玲
(51)Int.Cl.
H04W52/06(2009.01)
权利要求书3页说明书9页附图3页
(54)发明名称
嵌入D2D的蜂窝网络中基于全双工中继的功
率控制方法
(57)摘要
一种D2D蜂窝网络中基于时域半双工中继的
功率控制方法，适用于无线通信技术领域中使
用。包括采用点对多点拓扑结构蜂窝网发射的基
站B和蜂窝网接收端C、作为蜂窝通信中继的D2D
发射端R和D2D接收终端E，其使用D2D发射端作为
基站B和接收端C之间蜂窝通信的中继器，对蜂窝
通信和D2D通信进行联合功率控制，使用全双工
无线中继技术实现蜂窝通信和D2D通信的正交信
道频谱复用，在满足蜂窝通信最小数据吞吐量的
同时，最大化D2D通信的吞吐量，从而兼顾了系统
整体性能和用户的个体性能，在系统层面和用户
层面达到良好的平衡。
CN104284407B
CN104284407B权利要求书1/3页

1.一种嵌入D2D的蜂窝网络中基于全双工中继的功率控制方法，包括采用点对多点拓
扑结构蜂窝网发射的基站B和蜂窝网接收端C，作为蜂窝通信中继的D2D发射端R和D2D接收
端E，构成一个由接收端C、发射端R和接收端E受基站B控制的嵌入D2D通信的蜂窝通信网络，
所述发射端R上设有分别用于共信道发射和接收信息的发射天线和接收天线，其特征在于
步骤如下：
a.基站B通过蜂窝网控制信道向接收端C发送建立通信链路的请求后，当接收端C接收
到基站B的信号强度大于等于预设值时，则向基站B反馈信息，基站B与接收端C建立通信链
路，此时D2D发射端R和接收端E仅进行D2D通信；
b.当接收端C接收到基站B的信号强度小于预设值时，则不与基站B组建通信链路，此时
基站B向D2D发射端R发送数据中继请求并与发射端R的天线建立第一跳蜂窝中继通信链路，
D2D发射端R再通过天线发射与接收端C建立通信链路的请求，当接收端C接收到发射端R的
请求后即与D2D发射端R建立蜂窝网的第二跳中继通信链路；

c.基站B通过蜂窝网专用控制信道(SDCCH)获得基站B到发射端R处的信道功率增益gB,R

以及发射端R自身发射天线与接收电线之间的信道功率增益gR,R，从接收端C处得到基站B到

接收端C的信道功率增益gB,C和发射端R到接收端C的信道功率增益gR,C，从接收端E处得到基

站B到接收端E的信道功率增益gB,E和发射端R到接收端E的信道功率增益gR,E；

d.通过公式：分别计算基站B与发射端R、基站

B与接收端C、基站B与接收端E之间的信噪比γB,R、γB,C、γB,E，通过公式：

分别计算发射端R与接收端C、发射端R与接收端E之间的信噪比

γR,C、γR,E，由于发射端R无法去除双天线、全双工中继所造成的自干扰，所以通过公式

计算基站B与发射端R之间的信干噪比式中：pB为基站B的发射功率，pR

为发射端R的发射功率，基站B和发射端R的联合功率约束为P，即有pB+pR＝P，发射端R、接收
端C、接收端E的噪声功率均为σ2；

e.通过公式：分别求取基站B和发射端R的最优

发射功率和并通过公式：且0≤αopt

＜1，求取发射端R为蜂窝网接收端C的信息码元所分配的最优发射功率比例αopt，从而保证
基站B通过发射端R中继与接收端C的正常蜂窝网通信，又能保证发射端R与接收端E之间D2D
通信的数据吞吐量最大化；式中：G为常数，且为蜂窝网接收端C的最小
数据吞吐量约束，W为蜂窝通信和D2D通信共享的信道带宽；

f.通过公式：计算发射端R与接收端C之间的最优信

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CN104284407B权利要求书2/3页

干噪比通过公式：计算发射端R与接收端E之间的最优

信干噪比
g.当时，基站B将步骤e中得到的发射端R的最优发射功率和最优功率比例
αopt，通过专用控制信道传输给发射端R，控制发射端R使用最优发射功率和最优发射功
率比例αopt分