基于分式规划和罚函数方法的高能效资源优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于分式规划和罚函数方法的高能效资源优化方法，包括建立所有D2D用户能效的数学模型；通过分式规划的思想和罚函数的方法将优化D2D整体能效函数(分式函数)转化为两层优化问题；第一层优化问题由每组D2D对各自单独完成功率控制，为求解函数最小值问题；第二层优化问题中提出了一种启发式资源分配算法，来解决第一层优化问题遗留的资源冲突问题。本发明能够提高移动通信D2D系统能效，满足绿色通信和延长移动终端电池使用时间的要求。
【专利说明】基于分式规划和罚函数方法的高能效资源优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信资源分配和功率控制技术，尤其涉及一种终端直通蜂窝通信系统中基于分式规划和罚函数方法的高能资源效优化方法。
【背景技术】
[0002]目前，为解决频谱资源紧张和提高通信速率，人们普通采用速率高、功耗低的D2D(device-to-device)技术，即蜂窝终端直通技术，但是D2D技术增强了蜂窝用户对D2D用户的干扰和D2D用户对蜂窝链路干扰，从而降低通信间的数据传输率。
[0003]随着绿色通信日益受到人们的关注，如何通过资源分配和功率控制以提高D2D系统的能效，是当前D2D技术亟待解决的。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克 服现有技术中存在的不足，本发明提供一种终端直通蜂窝通信系统中基于分式规划和罚函数方法的高能效优化方法，提高D2D系统的能效。
[0005]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]基于分式规划和罚函数方法的高能效资源优化方法，包括建立所有D2D用户能效的数学模型；通过分式规划的思想和罚函数的方法将优化D2D整体能效函数(分式函数)转化为两层优化问题；第一层优化问题由每组D2D对各自单独完成功率控制，为求解函数最小值问题；第二层优化问题中提出了一种启发式资源分配算法，来解决第一层优化问题遗留的资源冲突问题。具体包括如下步骤:
[0007](I)建立能效的目标函数，如式⑴、式⑵所示:
【权利要求】
1.基于分式规划和罚函数方法的高能效资源优化方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)建立能效的目标函数，如式(I)、式⑵所示:
2.根据权利要求1所述的基于分式规划和罚函数方法的高能资源效优化方法，其特征在于:所述步骤(2)中，采用Dinkelbach方法的迭代算法框架来解决目标函数形式的等效变换，即解决从式(I)至式(3)的变换，包括如下步骤: 2a).初始化:循环数s=l,能效qs=0 ； 2b).主循环:对于给定值qs，求解.<；和尤，使得:
3.根据权利要求1所述的基于分式规划和罚函数方法的高能效资源优化方法，其特征在于:所述步骤(4)中，采用启发式资源分配算法进行资源分配，具体包括如下步骤: 4a).将每组D2D对在各个可用资源上的函数值fi(q)从小到大进行排序； 4b).先让每组D2D都占用能使其函数值fi(q)最小的资源； 4c).找出冲突的资源和D2D对； 4d).在冲突的资源和D2D对中，计算每组D2C对采用函数值fi(q)次之的资源所造成的函数值差，即计算每组D2C对的可用资源上的(q)取值次之的取值与A (q)取值的差，将冲突的资源分配给函数值差最大的D2D对，其余D2D对复用函数值次之的资源； 4e).重复4c)?4d)，·直至D2D对所复用的资源没有冲突。
【文档编号】H04W28/06GK103428767SQ201310411012
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】蒋雁翔, 刘强, 尤肖虎 申请人:东南大学