[发明专利]一种面向NOMA与携能D2D融合网络的鲁棒资源分配方法

权利要求书

1.一种面向NOMA与携能D2D融合网络的鲁棒资源分配方法，其特征在于：所述方法包括：

在基于NOMA与携能D2D融合网络中，包括一个宏基站，M个蜂窝用户以及N对D2D用户，基站通过K个资源块与蜂窝用户进行数据传输，D2D用户配备能量收集电路且蜂窝用户采用NOMA技术；

考虑下行传输场景，多个蜂窝用户复用相同资源块，假设信道增益满足利用串行干扰消除，按照信道增益递增的顺序依次消除干扰，减少共信道干扰，D2D用户采用衬底式接入，对占用相同资源块的用户造成干扰；第i个蜂窝用户的数据速率为：

其中，为基站通过资源块k分配给蜂窝用户i的发射功率，M_k为资源块k上的蜂窝用户数量，为基站到蜂窝用户i在资源块k上的信道增益，为D2D用户n到蜂窝用户i在资源块k上的信道增益；为D2D用户的资源块分配因子，当表示D2D用户n占用资源块k，否则为D2D用户n在资源块k上的发射功率，σ²为接收机的背景噪声功率；

为执行串行干扰消除，消除一定信道增益条件的用户j的干扰，用户i解码用户j信号的信干噪比描述为：

其中，为基站通过资源块k分配给蜂窝用户j的发射功率；

用户j解码自身信号时，信干噪比为：

假设D2D用户n与蜂窝用户复用第k个资源块，其信干噪比为：

其中，为信号功率中信息信号的比例系数，为D2D用户n在资源块k上的信道增益，为基站到D2D用户n在资源块k上的信道增益，为D2D用户n到蜂窝用户i在资源块k上的信道增益；

考虑无线携能技术，D2D接收机能够从周围的射频环境中收集能量，第n个D2D用户收集的能量表示为：

其中，为信号功率中能量信号的比例系数，θ为能量收集效率系数；

每个D2D用户的能量效率为：

在所述面向NOMA与携能D2D融合网络中，考虑非完美信道状态下的信道增益，将信道不确定性建模为加性模型:

其中，为瑞利衰落信道增益，和为信道增益估计值，和为信道增益的估计误差；

信道增益建模为：

其中，L＝d^-ν为路径损耗系数；d为信道的距离，ν为路径损耗指数；

当实际可达到的数据速率小于预期的数据速率时，将产生通信中断；D2D用户的估计数据速率和可达到的最大数据速率分别为：

其中，分别为估计的信干噪比和最大可达到的信干噪比；

D2D用户的平均中断速率和表示为：

其中，Pr[·]表示D2D用户估计数据速率小于或等于可达到最大数据速率的概率；

建立含有中断概率的能效最大优化问题：

其中，为蜂窝用户i的最小数据速率，τ为中断概率门限，P^max为基站的最大发射功率，为D2D用户n的最大发射功率；

在所述能效最大优化问题中，将概率约束问题转换为非概率问题，得到D2D用户n的数据速率为：

其中，为路径损耗系数，为瑞丽衰落信道增益，且为自由度为2的非中心卡方分布，为卡方分布的逆累积分布函数，

平均中断速率和表示为：

能效优化问题转换为：

其中，为第n个D2D接收机在考虑信道参数不确定性条件下收集到的能量。