[发明专利]一种异构网络中D2D通信的高能量效率资源复用方法

权利要求书

1.一种异构网络中D2D通信的高能量效率资源复用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，参数初始化，所述参数包括测量所得基站与小区用户CU i之间的信道增益h_i、D2D链路l复用CU i的RB时发送端与接收端之间的信道增益g_l,i、在CU i的RB上基站与D2D链路l的接收端以及D2D链路l的发送端到CU i之间的干扰信道增益基站以及D2D发送端的最大发送功率P_l^max,CU的最小速率需求R_c；

步骤2，以最大化所有D2D链路能效为目标，在保证CUs的通信服务质量以及满足基站和D2D链路发射功率的限制下，建立相应的资源分配优化问题模型；

步骤3，基于满足CUs的最小速率要求的前提，将优化问题模型进行进一步简化；

步骤4，基于非线性分式优化理论，将原分式的D2D能效最大的资源分配问题转化为等效的减式优化问题；

步骤5，设定小区用户的RBs分配索引y_l,i∈{0,1}，y_l,i＝1表示第i个CU的RB被第l个D2D链路复用，否则，y_l,i＝0；利用凸优化理论中的透视函数性质，进行变量替换处理；

步骤6，基于Karush-Kuhn-Tucker条件，求解构建的优化问题，得到D2D发射功率p_l,i以及相应的RB分配索引y_l,i；

步骤7，判断目前的D2D能效是否为最优值，若不是，利用梯度算法进行迭代更新，直至收敛，得到最佳的分别对应网络获得最高能量效率时，最佳的D2D发射功率以及最佳RB分配索引

步骤8，计算得到最佳资源分配下的基站下行发射功率以及D2D通信系统最佳的能效值。

2.根据权利要求1所述的异构网络中D2D通信的高能量效率资源复用方法，其特征在于，

所述步骤2中建立的资源分配优化问题模型如下：

其中，η_ee为D2D链路能效，R_i表示第i个CU的传输速率，i＝1,2,…K，p_l,i和p_i分别表示占用第i个CU的RB时D2D链路l的发射功率和基站对于第i个CU的发射功率，l＝1,2,…,L，表示D2D链路l的发射端以及接收端的电路功率消耗。

3.根据权利要求2所述的异构网络中D2D通信的高能量效率资源复用方法，其特征在于，

所述步骤3具体包括如下步骤：

CUs的传输速率需满足如下条件：

由上式得到其中

从优化目标η_ee表达式可以看出，在p_l,i一定的情况下，η_ee随着p_i值的增加而减少，因此，为得到最佳的基站最佳发射功率应为

从而原始优化问题转化为：

其中，d_l,i＝h_ig_l,i，

4.根据权利要求3所述的异构网络中D2D通信的高能量效率资源复用方法，其特征在于，

所述步骤4具体包括如下步骤：

根据非线性分式优化理论，当最佳的参数值可以取到从而得到最佳的时，原分式优化目标函数等效为如下减式形式：

5.根据权利要求4所述的异构网络中D2D通信的高能量效率资源复用方法，其特征在于，

所述步骤5中变量替换处理的过程为：

利用s_l,i＝y_l,ip_l,i来进行变量替换，从而优化问题可以转变为如下形式