[发明专利]一种基于网络编码的D2D通信功率分配和中继选择方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种基于网络编码的D2D通信功率分配和中继选择方法，对于每一个备选中继节点进行最优功率分配；选出其中可以使D2D链路信道容量最大的中继节点作为最佳中继节点。本发明将网络编码、中继技术和D2D通信相结合，可以以较低的成本提高混合网络的频谱利用率，解决网络覆盖和服务质量问题；针对蜂窝用户作为双向中继节点的系统场景，在终端直通链路发射总功率一定的前提下，对终端直通链路上的节点进行了最优功率分配，选出了最佳中继节点，相比于其他功率分配和中继选择算法，可以使终端直通链路信道容量达到最大。

主权项

1.一种基于网络编码的D2D通信功率分配和中继选择方法，其特征在于，所述基于网络编码的D2D通信功率分配和中继选择方法实现最大化D2D通信链路的信道容量的目标数学模型为：/n /ns.t.2|h_bd|²p_d≤I₀；/n|h_bk|²p_k≤I₀；/n2p_d+p_k＝P；/n0<p_d,p_k<P；/n其中，p_d表示D2D用户的发送功率，p_k表示中继节点的发送功率，p_n表示蜂窝用户的发送功率，h表示D2D用户与中继节点之间的信道信息，h_ck、h_cd分别表示蜂窝用户与中继节点、D2D用户之间的信道信息，h_bd、h_bk分别表示基站与D2D用户、中继节点之间的信道信息，P表示D2D用户和中继节点的发射总功率，I₀表示基站可容忍的干扰门限值，N₀为噪声功率；/n所述基于网络编码的D2D通信功率分配表示为；/n /n其中p_k＝P-2p_d，s₁＝|h_ck|²p_n+N₀>0，s₂＝|h_cd|²p_n+N₀>0；/n所述基于网络编码的D2D通信的中继选择的目标函数为：/n /n其中对应的k^*(1≤k^*≤L)即为选择的最佳中继节点，h^*,h_ck^*,h_cd^*,h_bd^*,h_bk^*即为对应最佳中继节点的信道系数；/n所述基于网络编码的D2D通信功率分配和中继选择方法具体包括以下步骤：/n步骤一，基站获取此时信道信息，确定发射总功率P，基站可容忍的干扰门限值I₀，将可选中继节点k初始化为1；/n步骤二，计算s₁＝|h_ck|²p_n+N₀，s₂＝|h_cd|²p_n+N₀，/n步骤三，判断p_d'(k)的取值，若则选择第k个中继节点时，D2D用户对应的最优发送功率为p_d^*(k)＝p_d'(k)，执行步骤五；否则，执行步骤四；/n步骤四，分别计算若r_d¹(k)≥r_d²(k)，否则/n步骤五，将取得的p_d^*(k)代入计算得出D2D对在中继节点k处的信干噪比的最大值r_d(k)；/n步骤六，更新k＝k+1，直到k小于中继节点数目L，执行下一步，否则执行步骤二继续迭代；/n步骤七，比较步骤五中得出的所有r_d(k)(1≤k^*≤L)，选出其中最大值r_d(k^*)，其对应的k^*即为最优中继节点，p_d^*(k)即为D2D用户应分配的最佳功率值。/n