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,
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
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,
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。