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发明授权-201910454565X-一种含有能量收集的D2D联合资源公平性分配方法.pdf

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(19)国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN110167178B
(45)授权公告日2022.05.17
(21)申请号201910454565.XH04W4/70(2018.01)
(22)申请日2019.05.28H04B17/382(2015.01)
(65)同一申请的已公布的文献号(56)对比文件
申请公布号CN110167178ACN105472751A,2016.04.06
CN108495332A,2018.09.04
(43)申请公布日2019.08.23CN107248896A,2017.10.13
(73)专利权人山东大学CN106231620A,2016.12.14
地址250199山东省济南市历城区山大南ZhiquanBai,LiuqingMa,ananDong,
路27号PimingMa,YanboMa.Energy-Efficient
(72)发明人马丕明董亚男马艳波ResourceAllocationforSecureCognitive
RadioNetworkWithDelayQoSGuarantee.
(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限《IEEE》.2018,
公司37219ZhiquanBai,MengqiLi,YananDong,
专利代理师陈桂玲HaijunZhang,PimingMa.JointFair
(51)Int.Cl.ResourceAllocationofD2DCommunication
H04W72/04(2009.01)UnderlayingDownlinkCellularSystemWith
H04W72/08(2009.01)ImperfectCSI.《IEEE》.2018,
H04W72/10(2009.01)审查员李腾飞
H04W52/26(2009.01)

H04W52/24(2009.01)权利要求书7页说明书15页附图1页
(54)发明名称
一种含有能量收集的D2D联合资源公平性分
配方法
(57)摘要
一种含有能量收集的D2D联合资源公平性分
配方法,属于无线通信技术领域。该方法建立了
一种蜂窝网络下含有能量收集的D2D通信网络模
型,D2D用户可以通过重用蜂窝通信系统的资源
块,进行D2D用户之间的信息传输,从而提高频谱
利用率。该资源分配方法不但将D2D用户的功率
分配与资源分配因子联合起来进行优化,达到资
源分配的公平性目的,且同时考虑了系统的QoS
(服务质量)和能量持续供给要求,保证了通信对
于QoS的需求,并且填补了在含有能量收集的D2D
通信网络中在进行资源分配且保证资源的公平
性分配要求的空白。
CN110167178B
CN110167178B权利要求书1/7页

1.一种含有能量收集的D2D联合资源公平性分配方法,由D2D下行链路通信系统来实
现:该系统包括基站、蜂窝用户和D2D用户,基站作为通信系统的中央控制者,拥有所有链路
的信道状态信息,根据链路的信道状态信息进行资源块和功率的分配,基站能够通过第i个
资源块将信息传输给第i个蜂窝用户,i∈C,C={1,2,...,I},J个D2D用户能够通过重用蜂
窝通信系统的资源块,进行D2D用户之间的信息传输;D2D用户的发送端能够从环境中收集

能量,将研究的时间段T分为K个时隙,每个能量到达的时刻表示为tk,时刻tk第j个D2D用户

发射端收集的能量表示为系统中t0时刻存储的能量表示成其中j∈D,D={1,
2,...,J},D是变量j可取值的集合,D2D用户收集的能量能够用于信息传输,而剩余的能量

则存储在电池中,电池能够存储的最大能量值为Emax;由于蜂窝用户与D2D用户共享资源,会

产生相互间的干扰,gi、gj,i分别表示基站到第i个蜂窝用户的信道增益和D2D用户间的信道

增益,g′j,i、g′i,j分别表示第i个蜂窝用户会受到来自第j个D2D用户发射端的干扰和第j个
D2D用户的接收端会受到来自基站的干扰,该分配方法的具体步骤如下:
1)计算第j个D2D用户的信息传输速率:


其中N0为加性高斯噪声总功率,符号∑表示对其下标所限制的范围内求和,和分

别表示在第τk个时隙基站到第i个蜂窝用户的发送功率和D2D用户发送端的发送功率,
表示第j个D2D用户重用第i个资源块时资源重用因子,其中在进行资源块的分配时,每个蜂
窝用户的资源块最多被一个D2D用户重用,而D2D用户可以重用多个资源块;
2)计算第i个蜂窝用户的信息传输速率:


其中符号表示对于所有的i∈C,公式(2)都成立;
3)引入效用函数:
为了能够使D2D用户之间分配的资源更加公平,引入了一个衡量公平的效用函数


其中符号x表示关于函数Uα(x)的自变量,α表示可以调节
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