发明授权-2018100690999-基于统计QoS保障的D2D异构蜂窝安全传输方法.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CN108366357B
(45)授权公告日2020.06.19
(21)申请号201810069099.9H04W12/00(2009.01)
(22)申请日2018.01.24H04W52/36(2009.01)
(65)同一申请的已公布的文献号(56)对比文件
申请公布号CN108366357ACN106888458A,2017.06.23,
US2011280199A1,2011.11.17,
(43)申请公布日2018.08.03CN103517347A,2014.01.15,
(73)专利权人西安交通大学CN106686605A,2017.05.17,
地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西QiangChen等.QoS-BasedResource
路28号AllocationSchemeforDevice-to-Device
(72)发明人王熠晨徐文文杨子欢王璐(D2D)CommunicationUnderlayingCellular
NetworkinUplink.《2013IEEE
(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任InternationalConferenceonSignal
公司61200Processing,CommunicationandComputing
代理人徐文权(ICSPCC2013)》.2013,
(51)Int.Cl.杨友全.点对点全双工系统中基于统计时延
H04W4/70(2018.01)QoS保障的功率分配研究.《中国优秀硕士学位论
H04W28/24(2009.01)文全文数据库》.2016,
H04W52/26(2009.01)审查员陈征
H04W52/38(2009.01)
权利要求书7页说明书17页附图2页
(54)发明名称用户常功率发射方案，应用该方案的整个异构网
基于统计QoS保障的D2D异构蜂窝安全传输络的和有效容量更大。
方法
(57)摘要
本发明公开了一种基于统计QoS保障的D2D
异构蜂窝安全传输方法，包括步骤：建立非凸的
优化问题，所述优化问题旨在最大化蜂窝链路和
D2D链路的有效容量之和并受限于以下约束条
件：a)、D2D用户发射机的时延敏感安全；b)蜂窝
用户发射机的平均和峰值发射功率限制；c)D2D
用户发射机的平均和峰值发射功率限制；步骤2、
对非凸的优化问题求解，寻找使得蜂窝链路和
D2D链路的有效容量之和最大化的蜂窝用户发射

机的发射功率Pc(h,θ)和D2D用户发射机的发射

功率Pd(h,θ)；蜂窝用户发射机的发射功率Pc

(h,θ)和D2D用户发射机的发射功率Pd(h,θ)是
非凸的优化问题的最优解，作为D2D异构蜂窝网

CN108366357B络的功率分配方案。相比于固定功率方案和蜂窝
CN108366357B权利要求书1/7页

1.一种基于统计QoS保障的D2D异构蜂窝安全传输方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1、建立非凸的优化问题，所述优化问题旨在最大化蜂窝链路和D2D链路的有效容
量之和并受限于以下约束条件：a)、D2D用户发射机的时延敏感安全；b)蜂窝用户发射机的
平均和峰值发射功率限制；c)D2D用户发射机的平均和峰值发射功率限制，建立非凸的优化
问题的方法为：
步骤1-1、基于统计队列分析理论，使用队列长度门限违反概率要求分别来描述蜂窝用
户和D2D用户的统计时延QoS要求以及D2D用户的统计时延敏感安全要求；基于不同用户的
队列长度门限违反概率要求，得到蜂窝用户和D2D用户的有效容量，从而得到蜂窝用户和
D2D用户的有效容量之和；基于有效带宽理论，把D2D窃听数据队列门限违反概率限制转化
成等价的最小所需数据量要求；
步骤1-2、建立非凸的优化问题；
步骤2、对非凸的优化问题求解，寻找使得蜂窝链路和D2D链路的有效容量之和最大化

的蜂窝用户发射机的发射功率Pc(h,θ)和D2D用户发射机的发射功率Pd(h,θ)；

蜂窝用户发射机的发射功率Pc(h,θ)和D2D用户发射机的发射功率Pd(h,θ)是非凸的优
化问题的最优解，作为D2D异构蜂窝网络的功率分配方案，包括步骤：
步骤2-1、使用连续凸近似算法把所述非凸的优化问题转化成凸的优化问题；
步骤2-2、用拉格朗日方法得到凸的优化问题的最优解；
步骤2-3、基于凸的优化问题的最优解得到非凸的优化问题的最优解；
其中，蜂窝网络包括一个蜂窝用户发射机CUETx和一个基站BS，D2D系统包括一个D2D
用户发射机D2DTx和一个D2D用户接收机D2DRx以及一个窃听用户接收机EVERx，链路
CUE-BS、CUE-D2DRx、CUE-EVERx、D2DTx-BS、D2DTx-D2DRx和