[发明专利]基于地理频谱数据库的多对终端直通链路联合功率控制方法

权利要求书

1.基于地理频谱数据库的多对终端直通链路联合功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：接入点获取各个次级用户的位置信息，并根据次级用户的位置信息从地理频谱数据库获得可用的信道资源并分配给各对D2D链路，使用传播模型计算各个用户之间的链路损耗值；初始化各个次级用户的发射功率值；

步骤二：计算主用户接收端信干噪比值，并判断主用户接收端信干噪比值是否在合理范围内，如果在合理范围内则继续步骤三，如果不在合理范围内，则调整各个次级用户的发射功率值，使主用户接收端信干噪比值在合理范围内；

步骤三：求取使每个D2D链路吞吐量达到最大时，各D2D链路中次级用户的理论发射功率值；

步骤四：在步骤三计算的理论功率与次级用户接收端所需功率二者中选择较大的值作为次级用户初步的合理发射功率值，然后在次级用户初步的合理发射功率值与最大功率值P_max中选择较小的值作为最终的最优发射功率值；返回步骤二进行迭代运算，当所有D2D链路组成的系统的总吞吐量趋于稳定、各用户的发射功率稳定在一定水平后，将对应的各个次级用户最终的最优发射功率值作为允许的发射功率由接入点配置给各个次级用户。

2.如权利要求1所述的基于地理频谱数据库的多对终端直通链路联合功率控制方法，其特征在于，步骤一中，次级用户设备在发射信号之前需要通过控制信道向接入点发起请求，并向接入点上报自己的位置信息。

3.如权利要求1所述的基于地理频谱数据库的多对终端直通链路联合功率控制方法，其特征在于，步骤一中，利用自由空间链路损耗模型得到各个用户之间的的链路损耗值G，链路损耗值G的计算方法如公式(1)所示，

G＝20log(d)+20log(f_c)-147.55 (1)

式(1)中，f_c是各个用户发射信号的频率，d是各个用户之间的距离，d的计算方法如公式(2)所示，

式(2)中，(x₁,y₁)和(x₂,y₂)是各用户位置信息对应到地理频谱数据库中的平面坐标下的坐标位置。

4.如权利要求1所述的基于地理频谱数据库的多对终端直通链路联合功率控制方法，其特征在于，步骤二中所述主用户接收端信干噪比值的计算过程为：

先计算各个D2D链路的发射信号对主用户的干扰强度，然后计算主用户承受的所有次级用户叠加干扰后的干扰强度总和，最后按照计算主用户接收端信干噪比值，其中，P_DTV是主用户接收端所需的信号功率最低值，I_pr是主用户承受的所有次级用户叠加干扰后的干扰强度总和，为噪声的功率。

5.如权利要求4所述的基于地理频谱数据库的多对终端直通链路联合功率控制方法，其特征在于，

假设：有m个D2D链路，在依次接入后通过接入点从地理频谱数据库中获得可用的信道的集合为CH_idle，集合为初始发射功率值，x_m表示次级用户所在的信道，表示工作在信道x_m上的第m个D2D链路中的第一个次级用户的初始发射功率值，表示工作在信道x_m上的第m个D2D链路中的第二个次级用户的初始发射功率值；

各个D2D链路的发射信号对主用户的干扰强度I_pr,i的计算方法如公式(3)所示，

式(3)中，和分别是第i个D2D链路中两个次级用户的初始发射功率值，和分别为第i个D2D链路中两个次级用户发射的干扰信号到主用户的链路损耗，θ(x_i,a)为邻道干扰系数，θ(x_i,a)的定义如公式(4)所示，

式(4)中，是第i个D2D链路所在信道x_i的频率和主用户所在信道a的频率的间隔，当Δf＝0时，为相同的信道，γ(Δf)表示在距主用户或者次级用户所在信道频差为Δf的邻近信道时，主用户或者次级用户接收端所需的最低信干噪比值；

主用户承受的所有次级用户叠加干扰后的干扰强度总和I_pr的计算方法如公式(5)所示，

6.如权利要求1所述的基于地理频谱数据库的多对终端直通链路联合功率控制方法，其特征在于，步骤四中获取最终的最优发射功率值的计算公式如式(22)所示，

是求得的第i个D2D链路中第一个次级用户的最优发射功率值，以及是求得的第i个D2D链路中第二个次级用户的最优发射功率值，P_max是次级用户的最大功率值，β是各D2D链路的次级用户接收端所需的最低信干噪比值。