一種D2D用戶與蜂窩用戶共享頻譜的信道分配方法與流程
2023-11-11 03:03:42 2
本發明涉及一種d2d用戶與蜂窩用戶共享頻譜的信道分配方法。
背景技術：
作為未來5g通信系統中的關鍵技術之一，d2d通信技術被認為是能夠有效的分流蜂窩數據，從而減輕核心網絡上的傳輸負載。由於d2d通信中的收發射機距離較短，從而使得d2d收發射對可以與距離較遠處的蜂窩用戶進行信道復用，共享相同的頻譜。由於復用信道時會對共用該信道的蜂窩用戶造成幹擾，因此需要根據信道狀況合理的進行蜂窩用戶和d2d用戶配對。在復用蜂窩資源時，如何恰當選擇復用的信道成為影響系統容量性能的關鍵，因此在滿足指定的速率和功率約束要求下，通過合理的信道分配可以有效的提升系統性能。
技術實現要素：
發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種d2d用戶與蜂窩用戶共享頻譜的功率分配方法，該方法複雜度更低，更高。
技術方案：本發明所述的d2d用戶與蜂窩用戶共享頻譜的功率分配方法，包括：
s1、初始化信道資源池d2d用戶資源池其中，n為小區信道數目，k為d2d用戶數目；
s2、針對d2d用戶為其分配能使得最大的信道將信道指示變量置1，將已分配的信道n和d2d用戶k從資源池和中刪去；其中，δrk,n和δik,n分別為d2d用戶k復用信道n增加的系統容量和引入的系統幹擾，值為1時，表示將信道n分配給d2d用戶k；
s3、返回s2直到
s4、判斷此時的分配方案是否滿足預設約束條件c1，若是則直接輸出此時的信道分配方案，否則執行s5；其中，所述預設約束條件c1為：rn≥rmin,rn為蜂窩用戶n的可達數據速率，rmin為蜂窩用戶的最低傳輸速率要求；
s5、初始化信道資源池初始化d2d用戶資源池
s6、針對d2d用戶資源池中的每一個d2d用戶k′，若存在使得滿足約束條件c1，且系統性能δik′,n-δik′,n′大於零並達到最大，則釋放原始分配的信道n到資源池為其分配新信道n′，並將d2d用戶k′從資源池中刪去；
s7、若重新分配後則輸出當前信道分配方案，否則輸出無信道分配方案。
其中，所述步驟s2中的選取原則為使得最大的信道n分配給用戶k。
有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點是：同時以最大化系統容量和最小化幹擾為目標，並且考慮了蜂窩用戶的速率約束。信道分配方案簡單且亦於實現。
附圖說明
圖1是本發明的的網絡示意圖。
具體實施方式
本實施例的網絡圖如圖1所示，考慮n個蜂窩用戶和k個d2d用戶對復用上行的小區信道資源。用表示小區信道資源的集合，同時也表示蜂窩用戶的集合，所有d2d用戶編號構成的集合為設用戶k與蜂窩用戶n進行信道復用的傳輸功率為此時d2d用戶在信道n上得到的sinr為
其中，hk,n是d2d用戶在信道n上的信道響應，是來自基站的蜂窩用戶幹擾(其中是基站與d2d用戶k之間的幹擾信道，pn是蜂窩用戶n的發射功率)，為高斯白噪聲的方差，從而得到用戶k的可達數據速率為類似的，蜂窩用戶n的sinr為
為信道n上來自d2d用戶k的幹擾，為高斯白噪聲的方差，hn為基站在信道n上到蜂窩用戶n的信道響應，從而得到蜂窩用戶n的可達數據速率為當沒有d2d用戶時，信道n上蜂窩用戶的可達速率為
因此系統從d2d用戶k復用信道n得到的傳輸速率的增加量為
然而引入d2d復用時，系統中增加的幹擾量為
因此信道分配問題可以視為以下的多目標函數
可以看到，信道分配方案可以被指示變量所表示，當子信道n被分配給用戶k時，其值為1；否則值為0。其中，rmin指蜂窩用戶的最低傳輸速率要求，顯然最大化問題是非凸的組合優化問題。
因此，為了解決此問題，採用本實施例的信道分配方法進行分配，具體包括以下步驟：
s1、初始化信道資源池d2d用戶資源池其中，n為小區信道數目，k為d2d用戶數目；
s2、針對d2d用戶為其分配能使得最大的信道將信道指示變量置1，將已分配的信道n和d2d用戶k從資源池和中刪去；其中，δrk,n和δik,n分別為d2d用戶k復用信道n增加的系統容量和引入的系統幹擾，值為1時，表示將信道n分配給d2d用戶k；
s3、返回s2直到
s4、判斷此時的分配方案是否滿足預設約束條件c1，若是則直接輸出此時的信道分配方案，否則執行s5；其中，所述預設約束條件c1為：rn≥rmin,rn為蜂窩用戶n的可達數據速率，rmin為蜂窩用戶的最低傳輸速率要求；
s5、初始化信道資源池初始化d2d用戶資源池
s6、針對d2d用戶資源池中的每一個d2d用戶k′，若存在使得滿足約束條件c1，且系統性能δik′,n-δik′,n′大於零並達到最大，則釋放原始分配的信道n到資源池為其分配新信道n′，並將d2d用戶k′從資源池中刪去；
s7、若重新分配後則輸出當前信道分配方案，否則輸出無信道分配方案。
以上所揭露的僅為本發明一種較佳實施例而已，不能以此來限定本發明之權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。