发明授权-2018104940461-LTE-A网络中D2D模式选择与资源分配方法.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CN108718446B
(45)授权公告日2020.07.14
(21)申请号201810494046.1H04W72/08(2009.01)
(22)申请日2018.05.22(56)对比文件
(65)同一申请的已公布的文献号CN106231620A,2016.12.14,
申请公布号CN108718446ACN107248896A,2017.10.13,
US2016269209A1,2016.09.15,
(43)申请公布日2018.10.30CN103079262A,2013.05.01,
(73)专利权人吉林大学CN107426820A,2017.12.01,
地址130000吉林省长春市朝阳区前进大TuongDucHoang.JointModeSelection
街2699号andResourceAllocationforRelay-Based
(72)发明人钱志鸿田春生王雪D2DCommunications.《IEEECOMMUNICATIONS
LETTERS》.2016,
(74)专利代理机构西安知诚思迈知识产权代理
事务所(普通合伙)61237审查员张芃
代理人麦春明
(51)Int.Cl.
H04W4/70(2018.01)
H04W72/04(2009.01)权利要求书4页说明书10页附图3页
(54)发明名称
LTE-A网络中D2D模式选择与资源分配方法
(57)摘要
本发明公开了LTE-A网络中D2D模式选择与
资源分配方法，先建立系统模型，在考虑LTE-A网
络内原有CUE最小SINR需求的情况下，将D2D模式
选择与资源分配问题转化为混合整数非线性规
划问题，并将其拆分为DUE功率控制与DUE模式选
择和信道资源分配两个子问题进行求解；随后分
别求出蜂窝模式与复用模式下DUE的最优发射功
率；最后采用基于干扰限制的DUE模式选择及信
道资源分配方法，以实现网络吞吐量的最大化并
提升网络频谱利用率。解决D2D通信的模式选择、
信道分配及功率控制问题，实现了系统吞吐量的
最大化。
CN108718446B
CN108718446B权利要求书1/4页

1.LTE-A网络中D2D模式选择与资源分配方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
步骤S1，先建立系统模型，在考虑LTE-A网络内原有CUE最小SINR需求的情况下，将D2D
模式选择与资源分配问题转化为混合整数非线性规划问题，并将其拆分为DUE功率控制与
DUE模式选择和信道资源分配两个子问题进行求解；
步骤S2，随后分别求出蜂窝模式与复用模式下DUE的最优发射功率；
步骤S3，最后采用基于干扰限制的DUE模式选择及信道资源分配方法，以实现网络吞吐
量的最大化并提升网络频谱利用率；
所述步骤S1中，建立系统模型的过程是：
小区半径为R，网络内M个CUE与N个DUE共存，分别使用集合C＝[1,L,M]与D＝[1,L,N]表
示，eNB能够获取覆盖范围内所有通信链路的瞬时信道状态信息，确定网络内所有通信链路
的信道系数；信道系数中的DUE通信链路的信道系数在DUE接收端完成评估，随后经由控制
信道反馈给eNB；其中，DUE包含蜂窝模式与复用模式；在所述蜂窝模式下假定eNB能够控制

它本身的发射功率，使得为DUEj上行链路与下行链路的信噪

比，DUEj表示第j个DUE；
所述步骤S1中，将D2D模式选择与资源分配问题转化为混合整数非线性规划问题，并将
其拆分为DUE功率控制与DUE模式选择和信道资源分配两个子问题进行求解的具体方法是：
步骤S101：定义x＝{xCD,xRD}表示DUE模式选择与信道资源分配矩阵，xCD表示蜂窝模式N

维指示向量，当指示向量中的元素时，表示DUEj使用所述蜂窝模式进行通信，其他情

况下xRD表示复用模式N×M维信道资源分配矩阵，当信道资源分配矩阵中的元素

CDRD
时表示DUEj复用CUEi信道资源通信，其他情况下定义p＝{p,p}，表示功
率控制矩阵，其中pCD和pRD的维数分别与所述xCD和xRD的维数相同，代表D2D传输模式下的发
射功率；
步骤S102：将所述D2D模式选择与资源分配问题转化为如下混合整数非线性规划问题：

其中，

其中，W表示信道带宽，表示DUEj与CUEi的SINR，CUEi指第i个CUE；的含义

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CN108718446B权利要求书2/4页

是CUEi的SNR，表示所述复用模式下DUEj复用CUEi信道资源时的发射功率；Pmax定义为

DUE最大发射功率，定义为CUE最小SINR需求，约束条件(10b)保证DUE的发射功率不能
超过设定的阈值；约束条件(10c)保证CUE的SINR通信需