[发明专利]添加D2D通信的分布式天线系统中功率分配方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于基站通信技术领域，尤其涉及一种添加D2D通信的分布式天线系统中功率分配方法及装置。

背景技术

随着数据时代的发展，大数据和多媒体服务的快速增长成为现代无线通信网络的一大挑战。为了满足不断增长的通信需求，研究人员提出了分布式天线系统(Distributed Antenna Systems，DAS)，它成为了提高通信系统传输速率，满足用户通信质量和提高通信小区能量效率的一种有效手段。不同于传统的集中式天线系统(Co-located Antenna Systems，CAS)，在DAS中所有基站天线都是分散分布在小区之中，有效地减小了基站与用户之间的距离，这会显著地提高通信小区的吞吐量，减少能量消耗。

随之而来的是另一种设备间(Device to Device，D2D)通信的方式，D2D通信可以很容易地建立两个设备之间的直接联系。允许一个设备与另一个在短距离通信中传输大量的数据，设备之间直接沟通，而不需要通过基站的帮助,这一优点在许多情况下可以缓解无线通信系统过载，而且还可以减少系统的能源消耗。

但是在研究当中，大多数关于D2D通信的研究都是将D2D集中在CAS之中，在CAS中，通过研究表明D2D通信可以有效地提高通信小区的通信质量，减少能量的消耗，很少有研究考虑将DAS和D2D通信用相结合的情况。

发明内容

本发明提供一种添加D2D通信的分布式天线系统中功率分配方法及装置，旨在将D2D通信添加到DAS当中，从而将两者的优点相结合来提高通信小区的通信质量并降低小区的能量消耗。

本发明提供了一种添加D2D通信的分布式天线系统DAS中功率分配方法，所述功率分配方法适用于最大化频谱效率SE时的最优功率分配，所述DAS包括n个远程接入单元RAU，n个所述RAU分布于通信小区之中，其中，RAU1位于所述通信小区的中心，剩余的n-1个RAU与所述RAU1相连并均匀分布于所述通信小区之中，所述通信小区中包括1个蜂窝用户UE1和1对D2D用户UE2和UE3，所述功率分配方法包括：

步骤S101，初始化次梯度迭代算法中的迭代参数，得到迭代参数的初始值，令i的初始值为0，且M(0)表示迭代参数的初始值，并初始化第n个RAU到UE1的发射功率和D2D对中发送者UE2的发射功率p^d，

步骤S102，根据所述次梯度迭代算法的公式并结合迭代参数M(i)计算和p^d；

步骤S103，根据拉格朗日乘子迭代算法的公式更新迭代参数M(i)，得到更新后的迭代参数M(i+1)；

步骤S104，如果更新后的所述迭代参数M(i+1)全部收敛，则根据收敛的所述迭代参数计算出的和p^d即为最优功率，并结束迭代操作；否则，返回步骤S102。

进一步地，所述次梯度迭代算法的公式为：

其中，表示第n个RAU到UE1的发射功率，所述迭代参数M(i)为第i次迭代使用的迭代参数，M(i)包括λ、α_n、μ和γ，h_n,1表示两者之间的传输信道，表示蜂窝用户的复高斯白噪声功率；p^d表示发送者UE2的发射功率，h_2,3表示D2D对中两用户之间的传输信道，表示D2D用户的复高斯白噪声功率。

进一步地，所述拉格朗日乘子迭代算法的公式为：

其中，λ⁽ⁱ⁺¹⁾、μ⁽ⁱ⁺¹⁾、和γ⁽ⁱ⁺¹⁾表示更新后的迭代参数，υ、ε、δ和ζ表示很小的正的迭代步长，[x]⁺＝max{x,0}，表示第n个RAU到UE1的发射功率，h_n,1表示两者之间的传输信道，表示蜂窝用户的复高斯白噪声功率；表示蜂窝用户的最小传输速率；p^d表示发送者UE2的发射功率，h_2,3表示D2D对中两用户之间的传输信道，表示D2D用户的复高斯白噪声功率，表示D2D对的最小传输功率，表示第n个RAU到UE1的最大发射功率，表示发送者UE2的最大发射功率。