发明授权-2017104585982-一种D2D通信联合模式选择和比例公平调度优化方法.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CN107248896B
(45)授权公告日2019.01.22
(21)申请号201710458598.2(56)对比文件
(22)申请日2017.06.16CN105636213A,2016.06.01,
CN106060872A,2016.10.26,
(65)同一申请的已公布的文献号US2015257185A1,2015.09.10,
申请公布号CN107248896A
审查员朱佳利
(43)申请公布日2017.10.13

(73)专利权人哈尔滨工业大学
地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西
大直街92号
(72)发明人马琳李小帅何晨光徐玉滨
(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事
务所23109
代理人杨立超
(51)Int.Cl.
H04J11/00(2006.01)
权利要求书8页说明书17页附图3页
(54)发明名称
一种D2D通信联合模式选择和比例公平调度
优化方法
(57)摘要
一种D2D通信联合模式选择和比例公平调度
优化方法，本发明涉及一种D2D通信联合模式选
择和比例公平资源调度优化方法。本发明的目的
是为了解决目前大部分文献局限于D2D通信模式
选择或者资源调度的单一优化问题研究，以及相
关研究集中在以吞吐量最大作为资源调度目标
而忽略用户间公平性的问题。具体过程为：一、计
算信道增益；二、分别计算专用模式和复用模式
下第t个时隙D2D用户和蜂窝用户的信干燥比、瞬
时数据速率，比例公平函数和平均传输速率；三、
得到联合模式选择和比例公平调度的数学模型：
四、利用最优功率控制算法求解得到p*；五、根据
p*进行D2D用户的通信模式选择和复用模式下资
源调度等步骤实现。本发明用于D2D通信干扰抑
制领域。
CN107248896B
CN107248896B权利要求书1/8页

1.一种D2D通信联合模式选择和比例公平调度优化方法，其特征在于，该方法具体是按
照以下步骤进行的：
步骤一：算法开始；
步骤二：初始化第一个时隙内所有用户的平均传输速率：
随机产生蜂窝用户平均传输速率集合D2D用户平均传输速率集

合

其中，为蜂窝用户1在第一个时隙内的平均传输速率，为蜂窝用户2在第一个时隙

内的平均传输速率，为蜂窝用户NC在第一个时隙内的平均传输速率；为D2D用户1在
第一个时隙内的平均传输速率，为D2D用户2在第一个时隙内的平均传输速率，为

D2D用户ND在第一个时隙内的平均传输速率；
步骤三：判断时隙t是否满足t≤T,是转到步骤四，否到步骤十二；T表示用户最大传输
时隙个数；

步骤四：计算第t个时隙，蜂窝用户iC与基站之间的信道增益D2D用户之间的信道

增益蜂窝用户iC与D2D用户iD接收端之间的干扰信道增益以及D2D用户iD到基站

干扰链路的信道增益假设信道的高斯白噪声为其中，iD为第i个D2D用户；iC为第i
个蜂窝用户；
步骤五：
专用模式参数计算：
当蜂窝网络中存在空闲频谱资源时，D2D通信工作在专用模式；专用模式下，第t个时

隙，D2D通信时D2D用户iD的信噪比瞬时速率和比例公平函数表达式如下：

其中，表示D2D用户iD的发射功率，表示D2D用户iD在第t个时隙的平均传输速

率，表示D2D用户iD在前t-1时隙内的平均传输速率，T表示用户最大传输时隙个数；
复用模式参数计算：
当蜂窝网络中不存在空闲频谱资源时，D2D通信工作在复用模式；

复用模式下，D2D用户和蜂窝用户之间存在干扰，因此，第t个时隙，当D2D用户iD复用蜂

窝用户iC资源时，D2D用户的信干燥比瞬时数据速率和比例公平函数计算

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CN107248896B权利要求书2/8页
公式如下：

其中，为D2D用户iD的发射功率，为蜂窝用户iC的发射功率；表示D2D用户

iD在第t个时隙的平均传输速率，表示D2D用户iD在前t-1时隙内的平均传输速率，T表
示用户最大传输时隙个数；

蜂窝用户受到D2D发射端的干扰，因此，复用模式下，蜂窝用户iC在第t个时隙的信干燥
比瞬时数据速率和比例公平函数如下：

其中，表示蜂窝用户iC在第t个时隙的平均传输速率，为t-1时隙内蜂窝用户iC
的平均传输速率；
当蜂窝用户数量大于复用模式下D2D用户个数时，网络中会有蜂窝用户未被复用；此
时，计算未被复用蜂窝用户在第t个时隙的信燥比瞬时数据速率和比例公平函数

为：

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CN107248896B权利要求书3/8页

其中，表示蜂窝用户iC在第t个时隙的平均传输速率，为t-1时隙内蜂窝用户iC

的平均传输速率，是蜂窝用户iC在第t个时隙内不被复用时，没有干扰情况下的发射功
率；
步骤六、根据步骤五将D2D与蜂窝网络的混合网