一种基于未授权频谱共享的共存方法

文档序号:26444222发布日期:2021-08-27 13:44阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于未授权频谱共享的共存方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

s1:建立wifi系统干扰权重模型;

s2:计算d2d-u用户的吞吐量;

s3:建立系统性能评估模型,构造评估函数vp,ψ;

s4:构造子信道选择和功率分配两个子问题,求解优化问题max(vp,ψ)。

2.根据权利要求1所述的一种基于未授权频谱共享的共存方法,其特征在于:在步骤s1中,建立wifi系统干扰权重模型,量化d2d-u用户带来的系统性能下降。当d2d-u用户占用未授权频段时会严重影响wifi系统的性能,且与d2d-u用户距离很近的wifi用户无法访问被占用的频段。通过研究增加d2d-u用户引起的干扰面积的变化构造wifi系统干扰权重模型。

使用wifi用户的干扰半径dw和d2d-u用户的干扰半径dd来确定干扰面积s(其中,dw>dd),干扰面积与d2d-u用户的数量及位置相关。用sd表示增加d2d通信对i后,与原有d2d通信对m构成的总干扰面积;sw表示d2d通信对m与wifi用户k构成的总干扰面积。sd和sw分别为:

其中,为重叠部分的面积,dm,i为d2d通信对之间的距离,dk,m为d2d通信对和wifi用户之间的距离。由此得到增加d2d通信对i对原有d2d通信对m的干扰权重函数fd,以及d2d通信对m对wifi用户k产生的干扰权重函数fw:

3.根据权利要求2所述的一种基于未授权频谱共享的共存方法,其特征在于:在步骤s2中,计算d2d-u用户的吞吐量。将未授权频段分为n个带宽为bn的子信道,d2d-u用户通过占用部分子信道进行通信。为描述对d2d通信对在个子信道上的分配情况,设置为未授权频段子信道分配矩阵。

在未授权子信道n上d2d通信对m的接收端信号噪声干扰比为:

其中,为任意一个子信道上d2d通信对m的发射端的发射功率。分别为d2d通信对m和i的发射端到d2d通信对m的接收端的信道增益,σ2为满足均值为0的高斯分布的噪声方差,为wifi系统对d2d接收端m的干扰。

由此得到在未授权频段子信道n上d2d-u用户m的吞吐量为:

rm,n=bnlog2(1+sinrm,n)

4.根据权利要求3所述的一种基于未授权频谱共享的共存方法,其特征在于:在步骤s3中,建立系统性能评估模型。由于bs不包含d2d-u用户对wifi系统产生的干扰信息,且wifi系统的吞吐量很难得到精确计算,所以引入干扰惩罚项fm对wifi系统性能进行评估:

其中i∈{1,…,m-1,m+1,…,m},k∈{1,2,…,k},sgn(·)为符号函数。依照d2d-u用户的吞吐量和wifi网络性能干扰惩罚项构造评估函数vp,ψ对系统性能进行评估:

其中p为d2d发射端发射功率的集合,μ≥0是wifi网络的敏感度因子。

5.根据权利要求4所述的一种基于未授权频谱共享的共存方法,其特征在于:在步骤s4中,求解优化问题max(vp,ψ)。将提高系统性能的问题构造成求解系统评估函数vp,ψ的最大值问题。将评估函数vp,ψ作为目标函数,结合系统用户基本通信要求的约束,能够得到如下优化问题:

max(vp,ψ)

其中m取值为m∈{1,2,…,m},约束条件c1是为保证d2d通信对的数据速率要求,c2是功率约束条件,为d2d用户m的最大发射功率,c3确保一个一个d2d通信对最多占用cs个子信道,c4确保一个子信道最多被cd个d2d通信对占用。

为降低优化问题max(vp,ψ)的计算复杂度,将其分解为两个子问题:子信道选择问题和功率分配问题。子信道选择问题构造成多对多双边匹配问题,解决了子信道选择问题后,对不同的d2d-u用户对进行功率分配,最终寻得vp,ψ的最大值。


技术总结
本发明涉及一种基于未授权频谱共享的共存方法,属于无线通信领域。基于单BS和单AP的single‑cell网络,D2D‑U用户和WiFi用户共存场景,本发明包括以下步骤:S1:建立WiFi系统干扰权重模型;S2:计算D2D‑U用户的吞吐量;S3:建立系统性能评估模型,构造评估函数Vp,ψ;S4:构造子信道选择和功率分配两个子问题,求解优化问题Max(Vp,ψ)。本发明能够在保证D2D‑U和WiFi用户的基本通信的前提下,通过选择允许在未授权频段通信的D2D用户,并结合子信道选择和功率分配,找到最大化系统评估函数的方案,获得基于未授权频谱共享的共存方法。

技术研发人员:裴二荣;宋珈锐;黄一格;陶凯;徐成义
受保护的技术使用者:重庆邮电大学
技术研发日:2021.05.26
技术公布日:2021.08.27
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