P(SIRi> 0 )为第一跳的通信成功概率，P(SIR2> 0 )为第二跳的通信成 功概率，对于任意链路，若其对应的SIR值大于0，则该链路上的数据可成功传输，否则认 为该链路发生中断。
[0088] 该D2D协作通信网络的信道容量决定于信道质量较差的一跳，设通信带宽为B，则 该D2D协作通信网络中蜂窝用户CUE获得的信道容量C为：
[0089]
[0090] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发 明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
【主权项】
1. 一种OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征在于，该方法包括 如下步骤： 51、 在基站和与基站不能正常通信的蜂窝用户之间选择空闲D2D用户作为所述基站和 所述蜂窝用户之间通信的中继节点； 52、 所述基站将待发送给所述蜂窝用户的下行信号发送至所述中继节点，所述蜂窝用 户将已知信号发送至所述中继节点，两个发送过程使用的链路均为基站原本欲分配给蜂窝 用户的信道； 同时，所述中继节点采用功率分割的方式接收所述下行信号和所述已知信号，分别对 分出的一部分所述下行信号和所述已知信号进行能量收集，对分出的另一部分所述下行信 号和所述已知信号进行信息解码； 53、 所述中继节点利用步骤S2收集的能量将所述下行信号中的信息转发至蜂窝用户， 该转发过程使用的链路复用小区中其他D2D对的信道。2. 根据权利要求1所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征 在于，所述中继节点采用半双工模式通信，且采用译码转发的协作方式。3. 根据权利要求2所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征 在于，步骤S2中所述对分出的一部分所述下行信号和所述已知信号进行能量收集过程中 继节点在单个传输周期T中所能收集的能量Eeh为： Eeh-T j ? n ?P? (PBhBEdBE +PchCEdCE +Ij) 公式中，1\为单个传输周期T中步骤S2所占的时间长度，n为中继节点的能量收集电 路转换效率，P为功率分割参数，PB、P。分别为基站、蜂窝用户的发射功率，h BK、1^分别为基 站与中继节点之间、蜂窝用户与中继节点之间链路的小尺度衰落，dBK、分别为基站与中 继节点之间、蜂窝用户与中继节点之间的链路长度，a为路径损耗因子，d BI厂、draa分别为 相应链路上的路径损耗，1:是单个传输周期T中步骤S2所占的时间长度中信号所经历的干 扰，Ii= I ^込，IB，I 别为其它小区使用同一信道发送信息的基站及使用同一信道为 中继节点发送已知信号序列的蜂窝用户对中继节点造成的干扰。4. 根据权利要求2所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征 在于，所述步骤S2中所述对分出的另一部分所述下行信号和所述已知信号进行信息解码 中对分出的另一部分所述下行信号进行信息解码过程在单个传输周期T中的信号干扰比 SIR$ :公式中，PB为基站的发射功率，hBK为基站与中继节点之间链路的小尺度衰落，d BK为基 站与中继节点之间链路长度，a为路径损耗因子，dBI厂为基站与中继节点之间链路上的路 径损耗，I B#P I ^分别为其它小区使用同一信道发送信息的基站及使用同一信道为中继节 点发送已知信号序列的蜂窝用户对中继节点造成的干扰。5. 根据权利要求3所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征 在于，所述步骤S3中所述中继节点利用步骤S2收集的能量将信息转发至蜂窝用户过程中 继节点在单个传输周期T中将信息转发至蜂窝用户的转发功率匕，：公式中，1为单个传输周期T中步骤S3所占的时间长度。6. 根据权利要求2所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征 在于，所述步骤S3中所述中继节点利用步骤S2收集的能量将所述下行信号中的信息转发 至蜂窝用户在单个传输周期中的信号干扰比SIR 2S :公式中，PK为中继节点在单个传输周期T中将信息转发至蜂窝用户的转发功率，h dKa分别为中继节点到蜂窝节点间链路的信号功率所对应的小尺度衰落与路径损耗，a为 路径损耗因子，I DC为同信道上的D2D通信对目的蜂窝用户的干扰，I为其它小区在相同信 道上为蜂窝用户转发基站信息的中继节点的发射信号对目的蜂窝用户的干扰。7. 根据权利要求2所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征 在于，蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法的通信中断概率P。为： P0= l-PGlRi〉9 )P(SIR2> 0 ) 公式中，SIRJP SIR 2分别为步骤S2中所述对分出的另一部分所述下行信号和所述已 知信号进行信息解码中对分出的另一部分所述下行信号进行信息解码过程在单个传输周 期T中的信号干扰比和步骤S3中所述中继节点利用步骤S2收集的能量将所述下行信号中 的信息转发至蜂窝用户过程在单个传输周期T中的信号干扰比，0是信号干扰比门限值， P(SIRi> 0 )为步骤S2中所述对分出的另一部分所述下行信号和所述已知信号进行信息解 码中对分出的另一部分所述下行信号进行信息解码过程在单个传输周期T中的通信成功 概率，P(SIR 2> 0 )为步骤S3中所述中继节点利用步骤S2收集的能量将所述下行信号中的 信息转发至蜂窝用户过程在单个传输周期T中的通信成功概率。8. 根据权利要求2所述的OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，其特征 在于，OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法中所述蜂窝用户获得的信道容量 C为：公式中，1\为单个传输周期T中步骤S2所占的时间长度，B为通信带宽，SIR :和SIR 2 分别为步骤S2中所述对分出的另一部分所述下行信号和所述已知信号进行信息解码中对 分出的另一部分所述下行信号进行信息解码过程在单个传输周期T中的信号干扰比和步 骤S3中所述中继节点利用步骤S2收集的能量将所述下行信号中的信息转发至蜂窝用户过 程在单个传输周期T中的信号干扰比。
【专利摘要】本发明公开一种OFDM蜂窝网络中进行能量收集的D2D协作通信方法，该方法包括如下步骤：S1、在基站和与基站不能正常通信的蜂窝用户之间选择空闲D2D用户作为中继节点；S2、基站将待发送给蜂窝用户的下行信号发送至中继节点，蜂窝用户将已知信号发送至中继节点，两个发送过程均使用基站原本欲分配给蜂窝用户的信道；同时，中继节点采用功率分割的方式接收信号，分别对分出的一部分信号进行能量收集，对另一部分信号进行信息解码；S3、中继节点利用收集的能量将下行信号中的信息转发至蜂窝用户，转发过程复用小区中其他D2D对的信道。本发明所述技术方案中的中继节点同时从基站和蜂窝用户两处收集能量，提高能量收集的效率。
【IPC分类】H04W52/02, H04W4/00, H04W40/22
【公开号】CN104954975
【申请号】CN201510349264
【发明人】王海波, 徐晓慧
【申请人】北京交通大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月23日