D配对的集合。总共D个配对可W被划分为N个运样的封包化1，〇2,...，化}。 在一种实施方式中，N个D2D封包可W对应于数量为D的D2D肥配对的所有非空子集，其 中N= 2°-1。因此，如果蜂窝肥。(C= 1，2,. . .，C)所使用的副载波被分配给第n个（n= 1，2,...，脚D2D封包D。，则BS处对应于信道C的信号干扰噪声比（SINR)为
[0020]
1)
[002" 并且D2D配对d(dGD。）的接收器处的SINR可W通过 [0022]
2)
[002引而获得，其中PuPd和Pd-分别表示蜂窝用户C、D2D发射器d、d'的发射功率。 hi,(i，jG|c，B，d，d'})是从设备i至j的信道响应。N。相当于每个接收器处的噪声功率。[0024]针对如图1所示的D2D基础系统，信道总体速率设及到蜂窝和D2D链路的通信速 率。因此，整个系统的总体速率可W被表达为：
[00巧] 3 )
[0026] 根据本发明的实施例，该系统的总体速率被认为是中央优化问题。在D2D配对重 复使用诸如蜂窝UE的副载波之类的频谱资源时，应当对共信道干扰加W限制。发射信号体 验到取决于发射功率和空间距离的程度有所变化的衰减。因此，本发明的实施例提供了用 于D2D通信的联合频谱资源和功率分配的解决方案W优化系统性能。
[0027] 参考图2-7,将对本发明的各个实施例进行详细描述。
[002引图2示意性图示了根据本发明实施例的用于对D2D通信进行资源分配的方法的流 程图。
[0029] 在步骤S210,针对被蜂窝肥C所占据的蜂窝频谱资源、通过使得相应的效用函数 化^。最大化来确定D2D封包D。的发射功率{孩}。该效用函数表示在将蜂窝肥C所占据的 蜂窝频谱资源分配给D2D封包D。的情况下与该D2D通信的至少附加发射功耗相关联的成 本因数与信道总体速率增益之间的差异。
[0030] 基于等式1)和2)，当蜂窝肥C所占据的蜂窝频谱资源被分配给D2D封包D。时， 总体速率可W被表达为：
[0031]
4)
[0032] 在蜂窝肥C所占据的蜂窝频谱资源不被分配给封包的情况下，信道速率可W被表 达为：
[0033] 5)
[0034] 因此，在本发明的实施例中，用于封包D。的信道C的信道总体速率增益为
[0035] ！'、、、、V、{、ML'。）(yj
[0036] 该增益被认为是非负的，运意味着如果该封包带来了导致更低信道总体速率的很 大干扰，则它们对于该信道就是没有价值的。
[0037] 获得速率增益的蜂窝信道需要支付由于D2D通信的附加功耗而导致的成本。因 此，用于蜂窝肥C所占据的频谱资源的封包D。的成本因数可W被表达为：
[0038] 7)
[0039] 其中Pd表示D2D肥配对d的发射功率；A表示能够被BS所声明的发射功率的单 位价格。
[0040] 该效用函数在将蜂窝肥C所占据的频谱资源分配给D2D封包D。的情况下可W被 表达为：
[0041] 8)
[0042] 其中（?r表示运算max( ?，0)。
[004引基于等式做，针对某个给定封包D。，蜂窝肥C所占据的蜂窝频谱资源的效用取 决于功率巧dHdGD。）。运意味着，应当通过计算使得其效用最大化的D2D肥配对的最优 发射功率{孩}而针对每个封包估算蜂窝肥C所占据的频谱资源的最优信道总体速率增益。 最优发射功率{耗手可W被表达为
[0044]
[0045] 每）
[0046] 约束函数给出了功率范围。运里，沪是固定最大功率，而巧"''是在没有干扰的 情况下保证D2D肥配对d的信道速率墙f的下限。
[0047] 根据本发明的实施例，D2D封包D。的发射功率{孩}W迭代的方式关于该D2D封包 D。中所包括的每个D2D肥配对进行确定。
[0048] 如果封包D。被拆包，则每条D2D链路对于蜂窝信道速率的贡献能够W公式表达为 蜂窝肥C(CG(1，2，...，口）所占据的频谱资源针对D。中的D2D肥配对d的信道总体速 率增益，其能够被表达为
[0049] 10)
[0050] 其中（?r表示运算max( ?，0)。
[0051] 并且由于D。中的D2D肥配对d导致的蜂窝肥C所占据的频谱资源的效用函数 能够被与为：
[005引 Uc一 (d,n)a，化' })=Uc- (d,n)-入Pd11)
[0053] 随后，针对D2D封包D。中的每个D2D肥配对d，最优发射功率鳥能够被表达为：
[0054]
[00巧]
12)
[0056] 将参考图3对用于关于蜂窝肥C所占据的蜂窝频谱资源来估算D。中的所有可能 D2D配对的发射功率的示例性处理进行详细描述。
[0057] 针对数量为C的蜂窝肥中的每一个所占据的蜂窝频谱资源，对数量为N的D2D封 包中的每一个反复执行步骤S210。
[0058] 在步骤S220,基于针对所述数量为C的蜂窝肥中的每一个蜂窝肥所占据的蜂窝 频谱资源而对所有N个D2D封包化1，〇2, ...，DJ所确定的发射功率来计算效用函数的值。
[0059] 根据本发明的实施例，该效用函数的值可W根据等式8)进行计算。
[0060] 在步骤S230,W降序对所计算的效用函数的值进行排序W针对多个D2D肥配对 确定蜂窝频谱资源分配。步骤S230的示例性处理将参考图4进行详细描述。
[0061] 图3示意性图示了根据本发明一个实施例的关于被蜂窝UEC所占据的蜂窝频谱 资源而对所有可能的D2D配对估算发射功率的处理的流程图。
[0062] 在步骤S300,在第一循环（t= 0)中，针对D2D封包D。中的所有D2D肥配对，初 始功率Pi(0) -0,效用函数的初始值巧心;;-。发射功率的初始单位价格为入。
[0063] 在步骤S310,在循环t(表示循环索引）中，通过下式计算D2D封包D。中所包括的 D2D肥配对d的发射功率Pd(t):
[0064] 然(巧;进答技!减巧。袜。涕f热令''：1沒） 13 )
[0065] 其中d'声山d'GD。。
[0066] 反复执行步骤S310,直至在循环t对所有D2D肥配对的发射功率都已经被更新。
[0067] 在步骤S320,计算效用函数的值巧、、语.如冷S從。
[006引在步骤S330,根据是否满足您為，。路巧..墙如，或臣斯，确定D2D封包D。的发射功率 {:孩}拟及该发射功率的最优单位价格巧:，,。
[006引如果巧凉站运巧，减g斯:，则设置循环索引^1+1，入-A+AA，并且返回步骤S310。
[0070] 如果《思:^。:矜巧.々提如，或居游，则停止估算发射功率的处理，确定D2D封包D。的发 射功率1孩!,并且设置為效。.么、
[0071] 基于等式11)，发射功率的单位价格A的增加最终导致效用函数的下降。针对发 射功率的范围，在单位价格A增加的情况使得效用函数最大化的最优值Pd无法提供效用 函数的持续改进。也就是说，针对封包对其信道总体速率增益进行信道评估的迭代处理是 收敛的。
[007引如图3所示的示例性迭代方法已经在C.U.Saraydar、N.B.Mandayam和D.J.Goodman的"Efficientpowercontrolviapricinginwirelessdata networks"(IE邸Trans,onCommun. ,vol. 50,no. 2,pp. 291-303, 2002 年 2 月）中作为具有 定价的非协作功率控制活动进行了讨论，其通过引用全文结合于此。应用针对每个封包中 的D2DUE配对所确定的发射功率，蜂窝UE所占据的频谱资源能够针对该封包而得到其最 优信道总体速率增益，并且然后给出整体资源分配中的最佳策略。
[0073] 图4示意性图示了根据本发明一个实施例的用于对D2D通信进行蜂窝频谱资源分 配的处理的流程图。
[0074] 如图4的示例性处