1.蜂窝网络下D2D通信的信道与功率联合动态分配方法,其特征在于,包括:S1,D2D用户在选择复用的蜂窝信道时的信道干扰感知及信道预分配的方法;
S2,对已经预分配信道的DUE进行功率分配的方法;
所述S1中,信道干扰感知的方法具体包括如下:
在单个有限信道的蜂窝网络中,BS查看UE发送的数据包头部持续寻找潜在的D2D数据流,若数据源和数据目的设备在同一个BS覆盖范围内,则认为二者有潜在的D2D连接需求,此时BS计算所有蜂窝信道内的CUE在这对潜在DUE处带来的接收信号强度,将其视为D2D通信干扰因素,计算方式为:Ik=PkmGk(k=1,2,3,…,N)
式中,Pkm是第k子信道CUE的最大发射功率,Gk是该CUE到DUE的信道增益,矩阵Ik的值即表示DUE在各个蜂窝信道进行D2D通信受到的干扰强度,若k子信道空闲无CUE则Ik=0,N是信道的个数;
所述S1中,信道预分配的方法具体包括如下:
BS根据Ik对蜂窝信道排优先级,Ik值越小的信道优先级越高,Ik值相同的信道优先级并列,选择优先级最高的任意信道预分配给DUE,请求两端DUE相互之间进行该信道的CSI测量;测量完毕后将测量值上报至BS,同时在上报过程中也应完成DUE至BS的CSI测量;
所述S2的具体过程包括:
S2.1首先确定预分配信道的CUE的信道速率需求,如下式所示:式中Rreqk是该CUE的信道速率需求,应由CUE向BS上报,Rk是第k蜂窝信道CUE的信道速率,Pk是该CUE的发射功率,Gkb是该CUE到BS之间的信道增益,Pd是复用第k蜂窝信道的DUE的2
发射功率,Gdk是该DUE到预分配信道的CUE之间的信道增益,σ 为热噪声功率,若该信道空闲,未被CUE占用,则应有Rreqk=0;
S2.2将CUE信道速率需求转为发射功率需求,转换公式为:式中Preqk是k蜂窝信道CUE满足信道速率需求的最低发射功率;
S2.3进行DUE的功率分配,在满足CUE与DUE信道速率需求的同时给出DUE最佳能效;
所述S2.3具体过程包括:
S2.3.1计算最佳DUE分配功率:
在计算上式时,应确保式中只有Pd一个自变量,BW为单个蜂窝子信道的带宽,对Pd在[Preqd,Pdmax]区间求出使得ηee最大的 即为分配给这对DUE的最大发射功率;其中,Pdmax为DUE最大允许发射功率,Preqd为DUE最低发射功率需求,后者由下式计算得出:式中Rreqd是DUE的信道速率需求,由DUE向BS上报,Preqd是满足该DUE信道速率需求的最低发射功率,Gdd是两端DUE之间的信道增益;
所述S2.3具体过程还包括:
S2.3.2在功率分配完成记录此时对应的 值,并上报BS,由BS确认复用关系;
在进行S2.3的功率分配之前确定DUE的发射性能,具体如下:Ptd=αtdRtd+β0
Ptd是DUE的发射功耗,Rtd是DUE的传输数据速率,αtd是发射机传输线性比例因子,β0是发射工作状态下的静态功耗,αtd与β0为本发明中的发射机性能指标,在传输过程中视为固有属性,仅与UE的射频模块性能以及传输协议相关,应在UE加入网络中时就明确这两个参数,作为功率分配计算时的设备性能影响因素;
所述方法还包括:
S3,根据新的D2D对加入或CUE需求变化、信道环境变化等,对已完成的分配方案进行动态调整,具体如下:a.当有新的D2D对加入时,在S1的蜂窝信道预分配方法中,搜索覆盖范围应包括已经被复用的蜂窝信道,并进入S2;
若预分配的是未复用或空闲蜂窝信道,则BS直接确定该信道的复用,否则BS比对双方的 值,保留 值较大的D2D对进行该信道的复用;被踢除的D2D对则在BS的引导下,利用S1得到的信道优先级选择同等优先级的其他信道,并进入S2,若同等优先级信道无法进行复用则依次选择次优先级信道,再进入S2;
若遍历所有信道都无法进行复用则只允许蜂窝模式;
b.当蜂窝用户信道切换、或者已经复用的空闲蜂窝信道被分配给了新的蜂窝用户、或者蜂窝用户需求变化、或者蜂窝信道状态变化等,均定义为蜂窝信道速率需求Rreqk或发射功率需求Preqk的变化,该信道中已复用的DUE重新回到S2做功率分配即可;
所述信道与功率联合动态分配方法的信道复用系数为1,即每个蜂窝信道上最多允许复用的DUE对数为1。