发明授权-2015100476845-嵌入D2D的蜂窝网络中基于协作中继的正交资源共享方案.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CN104683986B
(45)授权公告日2018.05.25
(21)申请号201510047684.5H04W72/08(2009.01)
(22)申请日2015.01.29(56)对比文件
(65)同一申请的已公布的文献号CN103338452A,2013.10.02,
申请公布号CN104683986AEP1890405A2,2008.02.20,
(43)申请公布日2015.06.03审查员吴云倩
(73)专利权人河北百亚信息科技有限公司
地址075000河北省张家口市桥东区工业
东街11号“张家口市高层次人才创新
创业园”1613/1614室
(72)发明人杨鲲杜璇
(74)专利代理机构北京智为时代知识产权代理
事务所(普通合伙)11498
代理人王加岭
(51)Int.Cl.
H04W16/10(2009.01)权利要求书2页说明书6页附图5页
(54)发明名称
嵌入D2D的蜂窝网络中基于协作中继的正交
资源共享方案
(57)摘要
本发明涉及一种嵌入D2D的蜂窝网络中基于
协作中继的正交资源共享方案，属于无线通信技
术领域。嵌入D2D的蜂窝网络系统由蜂窝基站BS、

蜂窝移动用户UEC、D2D发送端D2D接收端

其中i＝1,2,…,M，M为D2D通信对数。通过
协作中继，将一部分蜂窝通信带宽分配给D2D通
信，并让D2D发送端作为蜂窝通信的中继节

点，在传输自己信号的同时，中继移动用户UEC向
基站BS发送的信号，以补偿蜂窝通信的速率损
耗。本发明方案可以在保证蜂窝通信最小速率的
前提下，最大化D2D通信速率，提高正交资源共享
方案的频谱资源利用率。
CN104683986B
CN104683986B权利要求书1/2页

1.一种嵌入D2D的蜂窝网络中基于协作中继的正交资源共享方法，其特征在于，包括以
下步骤：

步骤一：基站BS通过专用的反馈控制信道分别得到移动用户UEC到基站BS的信道增益

GC,BS，D2D发送端到D2D接收端的信道增益Gi,i，移动用户UEC到D2D发送端的信

道增益GC,i，D2D发送端到基站BS的信道增益Gi,BS；
步骤二：传统正交资源共享模式(DT-ORS模式)下，计算分配给蜂窝通信的带宽和分

配给D2D通信的带宽其中为满足蜂窝通

信的最小速率，为分配给蜂窝通信的单位宽带功率；B为蜂窝通信上行链路总带宽；
计算蜂窝通信的最大发送功率蜂窝通信的传输速率具体计算为：设为传

统蜂窝网络分配给UEC的带宽，则UEC的最大发送功率蜂窝通信的传输速率

计算D2D发送端的最大发送功率第i个D2D通信的传输速率具体计算为：设

为分配给第i个D2D通信的带宽，则有设为D2D发送端的最大发送功

率，则第i个D2D通信的速率其中为分
配给第i个D2D通信的单位宽带功率；

步骤三：将DT-ORS模式下分配给移动用户UEC的带宽中的一部分带宽分配给D2D
通信,其中

步骤四：D2D发送端将额外分配到的带宽分为和两部分，带宽用于中

继移动用户UEC向基站BS发送的信号，带宽与DT-ORS模式下分配到的带宽一起用
于传输自己的信号；
步骤五：计算蜂窝通信速率第i个D2D通信速率具体计算为：

其中为蜂窝通信的单位带宽功率；

第i个D2D通信速率其中为

第i个D2D通信的单位带宽功率；
步骤六：对第i个D2D通信速率进行优化建模并求解；

2
CN104683986B权利要求书2/2页

优化模型：约束条件为

采用下述引理结合启发式算法求解优化模型求解资源分配的非凸优化问题：
引理：若CR-ORS模式下蜂窝网络分配D2D通信的带宽为则上述优化模型总存在全局

最优解，并且此最优解可以通过求解方程其中

启发式算法求解：1.将DT-ORS模式下所分带宽分为N个离散间隔，则第j间隔为

2.根据上述引理，对于每一对和D2D发送端可得最佳解

以及相应的最佳值3.经过N次最优化，最终得到第i个D2D通信的全局最优

值和全局最优解
2.如权利要求1所述的嵌入D2D的蜂窝网络中基于协作中继的正交资源共享方法，其特
征在于：通过动态带宽分配机制优化分配蜂窝通信和D2D通信的带宽资源，在满足蜂窝通信
最小速率的前提下，最大化D2D通信速率。
3.如权利要求1所述的嵌入D2D的蜂窝网络中基于协作中继的正交资源共享方法，其特
征在于：将所述的D2D发送端作为蜂窝通信的中继节点，采用放大转发协议向基站BS发

送从移动用户UEC接收到的信号。
4.如权利要求1所述的嵌入D2D的蜂窝网络中基于协作中继的正交资源共享方法，其特

征在于：所述的基站BS按照最大比合并方式将移动用户UEC与中继节点发送来的信号进