一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法
2023-07-23 05:48:41
專利名稱：一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法
技術領域：
本發明涉及一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法。
背景技術：
下一代無線通信系統將提高本地數據 服務作為熱點問題，通過頻譜資源復用技術，本地數據速率可以大幅度提升。然而非註冊頻段復用不便於本地服務提供商確保一個穩定可控的環境。因此，註冊頻段的接入受到廣泛關注。目前，終端直通通信(Device-to-Device，D2D)作為下一代通信系統的技術組成部分，可以在蜂窩網絡的下層運作，從而提高頻譜效率。在D2D通信中，用戶利用蜂窩資源向彼此發送數據信號是通過一個直接的鏈路來完成，而不是通過基站，用戶的直接通信只是受到基站的控制。近幾年，D2D提高頻譜利用率的潛在作用促使了大量的研究工作，而D2D也被看作是下一代蜂窩網絡支持的關鍵技術特徵。雖然D2D帶來頻譜效率以及系統容量的提升，但由於頻譜共享而引起了蜂窩網絡的幹擾。因此，需要制定有效的幹擾協調機制以確保蜂窩通信的性能水平。現有的一些研究針對D2D功率控制，以限制同頻幹擾；有研究者提出，利用多輸入多輸出(MIMO)傳輸機制防止來自蜂窩下行對D2D接收端的幹擾；進一步的，為了提高小區內頻譜復用增益，有研究者致力於合適地匹配蜂窩和D2D用戶共享相同資源。在相關文獻中，提出過一種貪婪啟發式算法，利用信道狀態信息減少對主蜂窩網絡的幹擾。另一方面，有研究將重點轉向資源分配機制，通過跟蹤遠近幹擾防止有害幹擾信號，並且識別幹擾蜂窩用戶以有效使用上行頻帶。最近的研究提供了對蜂窩和D2D連結之間優化資源分配和功率控制的相關分析，評估了單小區場景下和曼哈頓網格環境下的D2D系統性能。基於現有研究工作，通過合適的資源管理限制對蜂窩網絡的幹擾，D2D通信能夠有效提高系統吞吐量。然而，將蜂窩資源分配給D2D通信的過程具有極高的複雜度，並且很少有研究考慮多個D2D連結對和蜂窩用戶共享頻譜資源的情況。
發明內容
本發明的目的在於本發明提出一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法，能簡化蜂窩資源分配給D2D通信的過程，並實現多個D2D連結對和蜂窩用戶共享頻譜資源，能進一步提聞系統效率。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法，它包含以下步驟I)在分配過程初始，基站收集所有D2D用戶對的位置信息，計算信道增益ve(k)，
，並設置迭代回合數t = 0，初始D2D用戶對的權值均相
等，設置固定的權值縮減量A>0 ；2 )檢測信道增益{vc (k)}
a.若對信道c (蜂窩用戶c所佔頻譜資源，W^l,2，…，0)，不存在D2D組合包Dk滿足咖X =Z碼^，則更新權值4+1 = a ^迭代回合數t=t+l，進入下一回合，返回步驟2)；b.若存在信道c (蜂窩用戶c所佔頻譜資源)、存在D2D組合包Dk滿足
4，並且滿足上式的不同Dk無交集，則分配蜂窩用戶c的信道給Dk中所
有的D2D用戶對，進入步驟4)；c 否則，進入步驟3);
3)若存在信道c (蜂窩用戶c所佔頻譜資源)、存在D2D組合包Dk滿足
,並且滿足上式的不同Dk存在交集，則更新權值< =4+5,這裡
S= A/i作為權值微調(i為大於I的整數因子)，迭代回合數t=t+l，返回步驟2)；若所有的D2D連結對均獲得頻譜資源或者所有的蜂窩信道均被分配，則算法結束，否則迭代回合數t=t+l，返回步驟2)。所述的D2D用戶對的距離d不超過其最大通訊距離L。本發明方法的有益效果在於通過多次迭代判斷過程，找出逼近最優解的分配結果，同時將D2D通信對進行組合，以最大化系統容量為目標，分配蜂窩資源給組合後的D2D包簡化了蜂窩資源分配給D2D通信的過程，並實現多個D2D連結對和蜂窩用戶共享頻譜資源，從而，使計算複雜度大幅降低。
圖I為本發明的原理示意圖；圖2為本發明與其他分配算法的系統和速率對比圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的範圍並不局限於所述。一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法，它包含以下步驟I)在分配過程初始，基站收集所有D2D用戶對的位置信息，計算信道增益'(k)，
/ 11,2，...,6)，％￡'(1，2，一，^1，並設置迭代回合數七=0，初始020用戶對的權值^均相
等，設置固定的權值縮減量A>0 ；2 )檢測信道增益{vc (k)}a.若對信道c (蜂窩用戶c所佔頻譜資源，不存在D2D組合包Dk滿足K=ILa <，則更新權值4+1 = 4-A，迭代回合數t=t+i，進入下一回合，返回步驟2)；b.若存在信道c (蜂窩用戶c所佔頻譜資源)、存在D2D組合包Dk滿足咖X =Em < ,並且滿足上式的不同Dk無交集，則分配蜂窩用戶C的信道給Dk中所有的D2D用戶對，進入步驟4)；
c 否則，進入步驟3);3)若存在信道c (蜂窩用戶c所佔頻譜資源)、存在D2D組合包Dk滿足
權利要求
1.一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法，其主要特徵在於它包含以下步驟 O在分配過程初始，基站收集所有D2D用戶對的位置信息，計算信道增益V。(k)，/ 丨1,2，...,0)^{1,2,-.，^1，並設置迭代回合數七=0，初始020用戶對的權值丨4丨均相等，設置固定的權值縮減量A>0 ； 2)檢測信道增益Ivc(k)} a.若對信道(3(蜂窩用戶(所佔頻譜資源，^^<^1，2,...，0)，不存在020組合包隊滿足 心，則更新權值= < —氣迭代回合數t=t+1，進入下一回合，返回步驟2)； b.若存在信道c(蜂窩用戶c所佔頻譜資源)、存在D2D組合包Dk滿足 並且滿足上式的不同Dk無交集，則分配蜂窩用戶c的信道給Dk中所有的D2D用戶對，進入步驟4)； c.否則，進入步驟3)；3)若存在信道c(蜂窩用戶c所佔頻譜資源)、存在D2D組合包Dk滿足，並且滿足上式的不同Dk存在交集，則更新權值< = < + '這裡δ=Δ/ 作為權值微調(i為大於I的整數因子)，迭代回合數t=t+l，返回步驟2)； 若所有的D2D連結對均獲得頻譜資源或者所有的蜂窩信道均被分配，則算法結束，否則迭代回合數t=t+l，返回步驟2)。
2.根據權利要求I所述的基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法，其主要特徵在於所述的D2D用戶對的距離d不超過其最大通訊距離L。
全文摘要
本發明公開了一種基於組合迭代優化的終端直通系統資源分配方法，包含以下步驟1)在分配過程初始，基站收集所有D2D用戶對的位置信息，計算信道增益；)2)檢測信道增益；3)若存在信道c、存在D2D組合包Dk滿足條件，則更新權值，迭代回合數，返回步驟2)；若所有的D2D連結對均獲得頻譜資源或者所有的蜂窩信道均被分配，則算法結束，否則迭代回合數，返回步驟2)。本發明的有益效果是通過多次迭代判斷過程，找出逼近最優解的分配結果，同時將D2D通信對進行組合，以最大化系統容量為目標，簡化了蜂窩資源分配給D2D通信的過程，並實現多個D2D連結對和蜂窩用戶共享頻譜資源，從而，使計算複雜度大幅降低。
文檔編號H04W72/04GK102769917SQ20121024757
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月17日 優先權日2012年7月17日
發明者宋令陽 申請人:遵義天義利威機電有限責任公司