本發(fā)明涉及一種d2d用戶與蜂窩用戶共享頻譜的信道分配方法。

背景技術(shù)：

作為未來(lái)5g通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，d2d通信技術(shù)被認(rèn)為是能夠有效的分流蜂窩數(shù)據(jù)，從而減輕核心網(wǎng)絡(luò)上的傳輸負(fù)載。由于d2d通信中的收發(fā)射機(jī)距離較短，從而使得d2d收發(fā)射對(duì)可以與距離較遠(yuǎn)處的蜂窩用戶進(jìn)行信道復(fù)用，共享相同的頻譜。由于復(fù)用信道時(shí)會(huì)對(duì)共用該信道的蜂窩用戶造成干擾，因此需要根據(jù)信道狀況合理的進(jìn)行蜂窩用戶和d2d用戶配對(duì)。在復(fù)用蜂窩資源時(shí)，如何恰當(dāng)選擇復(fù)用的信道成為影響系統(tǒng)容量性能的關(guān)鍵，因此在滿足指定的速率和功率約束要求下，通過(guò)合理的信道分配可以有效的提升系統(tǒng)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種d2d用戶與蜂窩用戶共享頻譜的功率分配方法，該方法復(fù)雜度更低，更高。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的d2d用戶與蜂窩用戶共享頻譜的功率分配方法，包括：

s1、初始化信道資源池d2d用戶資源池其中，n為小區(qū)信道數(shù)目，k為d2d用戶數(shù)目；

s2、針對(duì)d2d用戶為其分配能使得最大的信道將信道指示變量置1，將已分配的信道n和d2d用戶k從資源池和中刪去；其中，δrk,n和δik,n分別為d2d用戶k復(fù)用信道n增加的系統(tǒng)容量和引入的系統(tǒng)干擾，值為1時(shí)，表示將信道n分配給d2d用戶k；

s3、返回s2直到

s4、判斷此時(shí)的分配方案是否滿足預(yù)設(shè)約束條件c1，若是則直接輸出此時(shí)的信道分配方案，否則執(zhí)行s5；其中，所述預(yù)設(shè)約束條件c1為：rn≥rmin,rn為蜂窩用戶n的可達(dá)數(shù)據(jù)速率，rmin為蜂窩用戶的最低傳輸速率要求；

s5、初始化信道資源池初始化d2d用戶資源池

s6、針對(duì)d2d用戶資源池中的每一個(gè)d2d用戶k′，若存在使得滿足約束條件c1，且系統(tǒng)性能δik′,n-δik′,n′大于零并達(dá)到最大，則釋放原始分配的信道n到資源池為其分配新信道n′，并將d2d用戶k′從資源池中刪去；

s7、若重新分配后則輸出當(dāng)前信道分配方案，否則輸出無(wú)信道分配方案。

其中，所述步驟s2中的選取原則為使得最大的信道n分配給用戶k。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：同時(shí)以最大化系統(tǒng)容量和最小化干擾為目標(biāo)，并且考慮了蜂窩用戶的速率約束。信道分配方案簡(jiǎn)單且亦于實(shí)現(xiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的的網(wǎng)絡(luò)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)圖如圖1所示，考慮n個(gè)蜂窩用戶和k個(gè)d2d用戶對(duì)復(fù)用上行的小區(qū)信道資源。用表示小區(qū)信道資源的集合，同時(shí)也表示蜂窩用戶的集合，所有d2d用戶編號(hào)構(gòu)成的集合為設(shè)用戶k與蜂窩用戶n進(jìn)行信道復(fù)用的傳輸功率為此時(shí)d2d用戶在信道n上得到的sinr為

其中，hk,n是d2d用戶在信道n上的信道響應(yīng)，是來(lái)自基站的蜂窩用戶干擾(其中是基站與d2d用戶k之間的干擾信道，pn是蜂窩用戶n的發(fā)射功率)，為高斯白噪聲的方差，從而得到用戶k的可達(dá)數(shù)據(jù)速率為類似的，蜂窩用戶n的sinr為

為信道n上來(lái)自d2d用戶k的干擾，為高斯白噪聲的方差，hn為基站在信道n上到蜂窩用戶n的信道響應(yīng)，從而得到蜂窩用戶n的可達(dá)數(shù)據(jù)速率為當(dāng)沒(méi)有d2d用戶時(shí)，信道n上蜂窩用戶的可達(dá)速率為

因此系統(tǒng)從d2d用戶k復(fù)用信道n得到的傳輸速率的增加量為

然而引入d2d復(fù)用時(shí)，系統(tǒng)中增加的干擾量為

因此信道分配問(wèn)題可以視為以下的多目標(biāo)函數(shù)

可以看到，信道分配方案可以被指示變量所表示，當(dāng)子信道n被分配給用戶k時(shí)，其值為1；否則值為0。其中，rmin指蜂窩用戶的最低傳輸速率要求，顯然最大化問(wèn)題是非凸的組合優(yōu)化問(wèn)題。

因此，為了解決此問(wèn)題，采用本實(shí)施例的信道分配方法進(jìn)行分配，具體包括以下步驟：

s1、初始化信道資源池d2d用戶資源池其中，n為小區(qū)信道數(shù)目，k為d2d用戶數(shù)目；

s2、針對(duì)d2d用戶為其分配能使得最大的信道將信道指示變量置1，將已分配的信道n和d2d用戶k從資源池和中刪去；其中，δrk,n和δik,n分別為d2d用戶k復(fù)用信道n增加的系統(tǒng)容量和引入的系統(tǒng)干擾，值為1時(shí)，表示將信道n分配給d2d用戶k；

s3、返回s2直到

s4、判斷此時(shí)的分配方案是否滿足預(yù)設(shè)約束條件c1，若是則直接輸出此時(shí)的信道分配方案，否則執(zhí)行s5；其中，所述預(yù)設(shè)約束條件c1為：rn≥rmin,rn為蜂窩用戶n的可達(dá)數(shù)據(jù)速率，rmin為蜂窩用戶的最低傳輸速率要求；

s5、初始化信道資源池初始化d2d用戶資源池

s6、針對(duì)d2d用戶資源池中的每一個(gè)d2d用戶k′，若存在使得滿足約束條件c1，且系統(tǒng)性能δik′,n-δik′,n′大于零并達(dá)到最大，則釋放原始分配的信道n到資源池為其分配新信道n′，并將d2d用戶k′從資源池中刪去；

s7、若重新分配后則輸出當(dāng)前信道分配方案，否則輸出無(wú)信道分配方案。

以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。