[发明专利]全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法

说明书

本发明公开了一种全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法，包括：根据给定的目标门限、发射功率及约束条件，得到发射用户的发射功率的新约束条件；简化得到蜂窝通信速率与上行用户发射功率的对应关系及上行用户发射功率的新约束条件；基于凸优化理论、KKT条件及蜂窝通信速率最大化原则，得到理论最优上行用户发射功率；获得相应最优的全双工基站发射功率、蜂窝通信速率；遍历目标门限下的发射功率，迭代求出最优全双工基站与上行用户的发射功率及蜂窝通信速率；检索最大值获得满足速率最优的发射用户、全双工基站的及上行用户的发射功率进行通信。所述控制方法能够降低通信链路之间的同频干扰并且提高系统通信效率。

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信技术领域，特别是指一种全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法。

背景技术

蜂窝网络下的终端直通技术，即设备到设备(D2D)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，而不通过基站中转的新型无线传输技术。通过引入D2D技术，能够减轻基站负担，减小传输时延，提高频谱利用率，在一定程度上解决无线通信系统频谱资源匮乏的问题，进一步提升蜂窝网络性能。但是，当D2D链路复用蜂窝链路资源时，会产生复杂的同频干扰。若未对此干扰进行有效处理，引入D2D通信不仅无法提升系统性能，反而极有可能使原有蜂窝通信的质量下降。因此，合理地进行资源复用，对减少干扰的影响至关重要。

现有的研究方案中，控制资源复用场景下同频干扰的办法主要有信道分配与功率分配。对于信道分配方法，可通过基于图论与基于干扰受限区域方法的应用来具体实现。在基于图论的具体方法中，首先构建用户间干扰图描述用户间的干扰关系，然后使用点着色的方法，对蜂窝用户与D2D用户分配信道，从而降低计算复杂度且最优网络总容量。在基于干扰受限区域的方法中，首先基于D2D用户侧可容忍的最大干扰设置一个阈值，并基于该阈值设置一个区域，D2D用户复用该区域内的蜂窝用户频段就会受到不能忍受的干扰，因此D2D用户只能复用该区域外蜂窝用户的频段，然后基于容量最大化的原则分配最适合复用的蜂窝信道。对于功率分配方法，当D2D链路复用蜂窝链路时频资源且D2D发射用户还需工作在全双工以便协作转发蜂窝下行链路通信资源时，为缓解D2D链路与蜂窝链路间的干扰，可在保证蜂窝通信最小速率约束、基站发射功率约束、全双工D2D发射用户功率约束及两者的总发射功率约束条件下，通过对基站与全双工D2D发射用户处的功率合理分配来最大化D2D通信速率。

对于现有的基于图论进行信道分配来缓解D2D链路与蜂窝链路间干扰的办法，随着D2D用户以及蜂窝用户数的增加，其计算复杂度将大大增加，从而将降低整个系统的反应速度。当信道分配办法采用基于干扰受限区域的具体办法来实现时，由于D2D通信用户只能与区域外的蜂窝用户共用同一信道，则会限制蜂窝用户通信信道的分配，从而减小蜂窝用户调度自由度，降低蜂窝通信总容量。另外，对于现有通过功率分配办法在保证蜂窝速率的同时尽可能增加D2D通信速率的方法，其D2D发射用户工作在全双工的同时还需具有中继协作转发的功能，这样会造成D2D发射用户复杂度的增加，从而大大增加其制造成本。

因此，在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺陷：现有全双工蜂窝移动通信系统中所采用与D2D通信资源共享的方法存在算法计算效率低、用户调度自由度小及设备复杂度高的问题，不仅增加了通信系统复杂度，而且降低了系统控制同频干扰的有效性.

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法，能够在降低通信链路之间同频干扰的同时减小通信系统复杂度并且提高通信系统的功率效率。

基于上述目的本发明提供了一种全双工蜂窝移动通信系统中基于功率分配的干扰控制方法，包括：