[发明专利]嵌入D2D的蜂窝网络中基于综合效用函数的功率分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率分配方法，具体涉及一种嵌入D2D的蜂窝网络中基于综合效用函数的功率分配方法，属于通信技术领域。

背景技术

D2D技术是一种近年来学术界和工业界所密切关注和研究的无线通信新技术。所谓嵌入式D2D技术，是指在不影响整体蜂窝网络运行的情况下，终端设备之间建立通信链路进行直接通信，不通过基站中转的无线传输技术。通过引入D2D技术，可以实现蜂窝资源的重用、提高传输效率、降低终端能耗，进而大幅提高蜂窝系统的整体性能。

嵌入D2D技术的蜂窝网络中，D2D设备可以使用三种传输模式：

1）共信道模式，该模式下D2D设备与蜂窝设备使用相同的时频资源；

2）正交信道模式，该模式下D2D设备与蜂窝设备使用正交时频资源；

3）蜂窝模式，该模式下D2D设备进行传统的蜂窝通信。

在共信道模式下，D2D设备和蜂窝设备之间存在相互干扰。而功率控制作为一种有效的干扰管理机制，已被广泛研究。针对嵌入D2D技术的蜂窝网络中D2D设备和蜂窝设备之间的干扰，很多学者已经提出了许多基于不同优化目标的功率分配策略来降低这种干扰，并在各自侧重的方面提升蜂窝系统的性能，例如：

文献1：Chia-Hao Yu,Klaus Doppler,Cassio B.Ribeiro,and Olav Tirkkonen,Resource Sharing Optimization for Device-to-Device Communication Underlaying Cellular Network,IEEE Trans.WirelessCommun.vol.10,no.8,pp.2752-2763,AUG.2011.

文献2：Chia-Hao Yu,Olav Tirkkonen,Klaus Doppler,and Cassio B.Ribeiro,Power optimization of device-to-device communication underlaying cellular communication,in Proc.IEEE international Conference on Communications.June2009.

文献1和文献2提出一种以最大化系统总吞吐量为优化目标的功率最佳化方案，该方案在蜂窝设备和D2D设备的通信速率受到约束的条件下通过在可行域内穷搜得到最优解；上述方案在最大化系统总容量时忽视了功率代价。。

文献3：Gabor Fodor and Norbert Reider,A Distributed Power Control Scheme for Cellular Network Assisted D2D Communications,in Proc.IEEE international Conference on Globle Telecommunications.Dec.2011.提出一种最小化总功率消耗的功率分配机制，该机制虽在满足给定的容量限制条件下减小功率消耗，但并没有将容量和功耗结合起来，即没有采用功率效率这一指标来衡量系统性能。

文献4：M.Jung,K.Hwang,and S.Choi:Joint mode selection and power allocation scheme for power-efficient device-to-device(D2D)communication.In IEEE75th Vehicular Technology Conference(VTC Spring),2012,1–5.提出一种联合功率分配和模式选择方案来最大化D2D通信和蜂窝通信整体的功率效率，该优化目标针对的是整个蜂窝系统的功率效率，并没有考虑单个D2D用户或者蜂窝用户的功率效率状况。

文献5：XianyanQiu,Xuewen Liao,Ke Dong,Shihua Zhu:Energy efficiency analysis in device-to-device communication underlaying cellular networks.CCNC2013:625-630.提出的基于用户总功率效率最大化的功率分配算法虽然考虑了终端用户的功率效率情况，但并没有涉及整个系统的功率效率。