发明授权-2018103542630-FD-D2D基于信道分配与功率控制联合优化方法.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CN108600999B
(45)授权公告日2020.07.28
(21)申请号201810354263.0H04L5/14(2006.01)
(22)申请日2018.04.19(56)对比文件
(65)同一申请的已公布的文献号US2013157676A1,2013.06.20,
申请公布号CN108600999ACN104284407A,2015.01.14,
CN107172706A,2017.09.15,
(43)申请公布日2018.09.28CN107613556A,2018.01.19,
(73)专利权人西安交通大学赵季红等.蜂窝网络中全双工D2D通信功率
地址710049陕西省西安市碑林区咸宁西控制.《电信科学》.2017,
路28号曲桦等.蜂窝网络下设备到设备通信中的
(72)发明人曲桦王璐赵季红任塨晔联合资源优化.《北京邮电大学学报》.2015,
RuiTang等.ResourceAllocationfor
(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任UnderlaidDevice-to-DeviceCommunication
公司61200byIncorporatingBothChannelAssignment
代理人徐文权andPowerControl.《2015Fifth
(51)Int.Cl.InternationalConferenceonCommunication
H04W4/70(2018.01)SystemsandNetworkTechnologies》.2015,
H04W52/24(2009.01)审查员陈征
H04W72/08(2009.01)
权利要求书5页说明书13页附图2页
(54)发明名称
FD-D2D基于信道分配与功率控制联合优化
方法
(57)摘要
本发明公开了一种FD-D2D基于信道分配与
功率控制联合优化方法，首先基于FD-D2D用户到
蜂窝用户的信道增益进行信道分配，在此基础
上，通过一系列变换将待解的非凸问题转化为凸
优化问题，由此得到FD-D2D用户的最优发射功
率。针对全双工设备直通通信中的干扰管理问
题，在满足蜂窝用户的信干噪比要求的条件下，
将干扰管理问题建模为最大化FD-D2D用户总的
吞吐量的问题，本发明在保证蜂窝用户性能的前
提下，能够有效提高FD-D2D用户的传输速率。
CN108600999B
CN108600999B权利要求书1/5页

1.FD-D2D基于信道分配与功率控制联合优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)求解小区中蜂窝用户与FD-D2D用户的信噪比；
2)求解FD-D2D用户的传输速率；
3)建立存在多对FD-D2D用户的优化模型；
4)将步骤3)中的优化模型拆分为功率控制和信道资源分配两个问题；
5)提出信道资源分配优化算法，根据蜂窝用户与FD-D2D用户的不同比例，将信道分配
方式分为以下两种情况：
当M≥N时，M为蜂窝用户的数量，N为FD-D2D用户数量，通过以下步骤求解道资源分配：
第一步，所有FD-D2D用户可通过复用蜂窝用户链路进行通信，即：

其中，λi,j∈{0,1}：表示FD-D2D对是否复用蜂窝用户的信道资源；当第i对FD-D2D用户

复用第j个蜂窝用户的信道资源时，λi,j＝1；其他情况下λi,j＝0；
第二步，遍历蜂窝小区中的所有的FD-D2D用户和蜂窝用户并计算对应的平均路径增益
即：

其中，为蜂窝用户j到第i对FD-D2D用户k的信道增益；
第三步，先采用降序对矩阵中的第i行，即将第i行的进行降序排序，然后取最大
路径增益时对应的蜂窝用户的编号j(1)，j(1)代表FD-D2D用户所选择复用的蜂窝用户的编
号；然后从集合中去除元素j(1)，更新集合表示未被配对的蜂窝用户的
集合；
当M<N时，此时蜂窝用户的数量少于FD-D2D用户数量，通过以下步骤求解道资源分配：
第一步，通信的M个FD-D2D用户通过复用蜂窝用户的信道进行通信，其余N-M个FD-D2D
用户，直接复用基站资源通信，即：

第二步，遍历蜂窝小区中的所有的FD-D2D用户和蜂窝用户并计算对应的平均路径增益
即：

第三步，降序对矩阵中的第j列，即将第j列的进行降序排序，然后取最大路径增
益时对应的蜂窝用户的编号i(1)，i(1)代表FD-D2D用户所选择的复用的蜂窝用户的编号，
然后从集合中去除元素i(1)，更新集合表示未被配对的D2D用户的集合；

6)在信道资源分配的基础上求解最优传输功率：将步骤5)得到的{λi,j}值带入步骤3)
中的建立的优化模型得到一个非凸问题，通过变换将其转化为凸优化问题，求解出蜂窝用

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CN108600999B权利