[发明专利]一种用于非全时共享情况下D2D链路的能耗优化方法

说明书

本发明公开的一种用于非全时共享情况下D2D链路的能耗优化方法，通过建立能耗表达式，计算能耗最小时的D2D用户对的传输时间，并依据优化问题的约束条件寻求优化的传输时间，保证了共享蜂窝用户正常通信的需求下，使D2D链路的能耗达到最小化。

技术领域

本发明涉及一种用于非全时共享情况下D2D链路的能耗优化方法。

背景技术

绿色无线通信理论是基于节能减排的新一代无线通信理论，与现阶段的无线通信系统所能提供的无线通信服务相比，未来的无线通信系统无疑会提供更大容量、更高速率以及更好体验的无线通信服务。然而这些服务在多数情况下却是以高能耗为代价的，这恰恰与绿色无线通信理念相悖，过高的能耗不仅会污染环境，同时还会大大降低设备终端的续航能力，严重影响设备的电池寿命，从而使用户得不到良好的通信体验。

当D2D用户共享蜂窝用户的频谱资源时，通过对D2D用户传输时间进行优化，可以在保证该共享蜂窝用户正常通信的前提下，使D2D链路的能耗最小化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于非全时共享情况下D2D链路的能耗优化方法，以保证共享蜂窝用户正常通信的需求下，对D2D用户对的传输时间进行优化，使D2D链路的能耗达到最小化。

为达成上述技术目的，本发明的技术方法如下：

一种用于非全时共享情况下D2D链路的能耗优化方法，包括以下步骤：

步骤1、采用以下表达式表示D2D用户对d_j共享蜂窝用户c_i的频谱资源进行传输时的能耗的优化问题：

最小化

受限于

其中，

表示D2D用户对d_j共享蜂窝用户c_i的频谱资源时的传输时间；

表示D2D用户对d_j的业务负载量；

和表示D2D用户对d_j的发送节点和接收节点；

表示蜂窝用户c_i到D2D接收节点的信道增益；

表示D2D发送节点到D2D接收节点的信道增益；

表示蜂窝用户c_i到基站BS的信道增益；

表示D2D发送节点到基站BS的信道增益；

θ表示射频功率放大器的漏极效率；

表示D2D用户对d_j收发两端除了发送端功率放大器外的其他电路块的功耗；

表示蜂窝用户c_i的传输时间；

表示D2D用户对d_j的空闲功耗；

为D2D用户的最大发送功率；

为蜂窝用户最小传输速率；

为蜂窝用户发送功率；

N为噪声功率；

W为信道带宽；

步骤2、根据步骤1的表达式计算出当的一阶导数时，即所对应的使D2D用户功耗达到最小时的最优解

步骤3：当D2D用户对的传输时间时，若能同时满足步骤1中的优化问题的前三个约束条件，则可行解等于最优解并跳至步骤8；否则，执行步骤4；

步骤4：根据第一个约束条件计算的最小值t_s，且有：