一种D2D用户与蜂窝用户共享频谱的信道分配方法与流程

本发明涉及一种d2d用户与蜂窝用户共享频谱的信道分配方法。

背景技术：

作为未来5g通信系统中的关键技术之一，d2d通信技术被认为是能够有效的分流蜂窝数据，从而减轻核心网络上的传输负载。由于d2d通信中的收发射机距离较短，从而使得d2d收发射对可以与距离较远处的蜂窝用户进行信道复用，共享相同的频谱。由于复用信道时会对共用该信道的蜂窝用户造成干扰，因此需要根据信道状况合理的进行蜂窝用户和d2d用户配对。在复用蜂窝资源时，如何恰当选择复用的信道成为影响系统容量性能的关键，因此在满足指定的速率和功率约束要求下，通过合理的信道分配可以有效的提升系统性能。

技术实现要素：

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种d2d用户与蜂窝用户共享频谱的功率分配方法，该方法复杂度更低，更高。

技术方案：本发明所述的d2d用户与蜂窝用户共享频谱的功率分配方法，包括：

s1、初始化信道资源池d2d用户资源池其中，n为小区信道数目，k为d2d用户数目；

s2、针对d2d用户为其分配能使得最大的信道将信道指示变量置1，将已分配的信道n和d2d用户k从资源池和中删去；其中，δrk,n和δik,n分别为d2d用户k复用信道n增加的系统容量和引入的系统干扰，值为1时，表示将信道n分配给d2d用户k；

s3、返回s2直到

s4、判断此时的分配方案是否满足预设约束条件c1，若是则直接输出此时的信道分配方案，否则执行s5；其中，所述预设约束条件c1为：rn≥rmin,rn为蜂窝用户n的可达数据速率，rmin为蜂窝用户的最低传输速率要求；

s5、初始化信道资源池初始化d2d用户资源池

s6、针对d2d用户资源池中的每一个d2d用户k′，若存在使得满足约束条件c1，且系统性能δik′,n-δik′,n′大于零并达到最大，则释放原始分配的信道n到资源池为其分配新信道n′，并将d2d用户k′从资源池中删去；

s7、若重新分配后则输出当前信道分配方案，否则输出无信道分配方案。

其中，所述步骤s2中的选取原则为使得最大的信道n分配给用户k。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：同时以最大化系统容量和最小化干扰为目标，并且考虑了蜂窝用户的速率约束。信道分配方案简单且亦于实现。

附图说明

图1是本发明的的网络示意图。

具体实施方式

本实施例的网络图如图1所示，考虑n个蜂窝用户和k个d2d用户对复用上行的小区信道资源。用表示小区信道资源的集合，同时也表示蜂窝用户的集合，所有d2d用户编号构成的集合为设用户k与蜂窝用户n进行信道复用的传输功率为此时d2d用户在信道n上得到的sinr为

其中，hk,n是d2d用户在信道n上的信道响应，是来自基站的蜂窝用户干扰(其中是基站与d2d用户k之间的干扰信道，pn是蜂窝用户n的发射功率)，为高斯白噪声的方差，从而得到用户k的可达数据速率为类似的，蜂窝用户n的sinr为

为信道n上来自d2d用户k的干扰，为高斯白噪声的方差，hn为基站在信道n上到蜂窝用户n的信道响应，从而得到蜂窝用户n的可达数据速率为当没有d2d用户时，信道n上蜂窝用户的可达速率为

因此系统从d2d用户k复用信道n得到的传输速率的增加量为

然而引入d2d复用时，系统中增加的干扰量为

因此信道分配问题可以视为以下的多目标函数

可以看到，信道分配方案可以被指示变量所表示，当子信道n被分配给用户k时，其值为1；否则值为0。其中，rmin指蜂窝用户的最低传输速率要求，显然最大化问题是非凸的组合优化问题。

因此，为了解决此问题，采用本实施例的信道分配方法进行分配，具体包括以下步骤：

s1、初始化信道资源池d2d用户资源池其中，n为小区信道数目，k为d2d用户数目；

s2、针对d2d用户为其分配能使得最大的信道将信道指示变量置1，将已分配的信道n和d2d用户k从资源池和中删去；其中，δrk,n和δik,n分别为d2d用户k复用信道n增加的系统容量和引入的系统干扰，值为1时，表示将信道n分配给d2d用户k；

s3、返回s2直到

s4、判断此时的分配方案是否满足预设约束条件c1，若是则直接输出此时的信道分配方案，否则执行s5；其中，所述预设约束条件c1为：rn≥rmin,rn为蜂窝用户n的可达数据速率，rmin为蜂窝用户的最低传输速率要求；

s5、初始化信道资源池初始化d2d用户资源池

s6、针对d2d用户资源池中的每一个d2d用户k′，若存在使得满足约束条件c1，且系统性能δik′,n-δik′,n′大于零并达到最大，则释放原始分配的信道n到资源池为其分配新信道n′，并将d2d用户k′从资源池中删去；

s7、若重新分配后则输出当前信道分配方案，否则输出无信道分配方案。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。