[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

摘要

本发明公开了一种嵌入D2D的蜂窝网络中基于综合效用函数的功率分配方法，其特征在于，通过构建综合效用函数u1(Pc，Pd)，兼顾了系统的功率效率和用户的功率效率，在系统层面和用户层面达到了一个很好的平衡；通过采用不同的优化目标和不同的求解策略，随着D2D用户对之间的距离以及D2D对和基站之间的距离的变化，本发明的基于综合效用函数的功率分配算法相对于只考虑系统整体功率效率或者只考虑用户功率效率的传统功率分配算法可获得更好的优化性能。

主权项

嵌入D2D的蜂窝网络中基于综合效用函数的功率分配方法，其特征在于，用Pc和Pd分别表示蜂窝通信接收端和D2D通信接收端的发送功率，nc和nd分别表示蜂窝通信接收端和D2D通信接收端的噪声功率，则蜂窝通信接收端的SINR rc表示为： r c = P c g cc P d g dc + n c , D2D通信接收端的SINR rd表示为： r d = P d g dd P c g cd + n d , 假设rc满足γcl≤rc≤γch，rd满足γdl≤rd≤γdh，其中，γcl、γch分别表示蜂窝通信接收端的SINR的最小值和最大值,γdl、γdh分别表示D2D通信接收端的SINR的最小值和最大值,定义同时考虑系统整体功率效率以及用户功率效率的综合效用函数u1(Pc,Pd)，将其表示为：u1(Pc,Pd)=α×u2(Pc,Pd)+(1‑α)×u3(Pc,Pd)其中， u 2 ( P c , P d ) = min ( log 2 ( 1 + r c ) P c , log 2 ( 1 + r d ) P d ) , u 3 ( P c , P d ) = log 2 ( 1 + r c ) + log 2 ( 1 + r d ) P c + P d α表示u2(Pc,Pd)对综合效用函数u1(Pc,Pd)的影响因子，且0<α<1，基于综合效用函数u1(Pc,Pd)建立如下模型： max ( P c , P d ) u 1 ( P c , P d ) s . t 0 ≤ P c , P d ≤ P m γ cl ≤ r c ≤ γ ch γ dl ≤ r d ≤ γ dh 其中，Pm表示通信接收端发射功率的最大值，用综合效用函数的增加量Δu1来代表收益，△u1=u1(t)‑u1(t‑1)其中，u1(t)表示当前迭代中增加通信接收端的SINR后的效用函数值，u1(t‑1)表示上一次迭代后得到的效用函数值，若每次迭代中增加蜂窝通信接收端的SINR所带来的收益大，则增加蜂窝通信接收端的SINR；若每次迭代中增加D2D通信接收端的SINR所带来的收益大，则增加D2D通信接收端的SINR；若每次迭代中同时增加D2D通信和蜂窝通信接收端的SINR所带来的收益大，则同时增加D2D通信和蜂窝通信接收端的SINR。