[发明专利]蜂窝网络终端直连中面向用户体验质量的功率控制方法

说明书

本发明公开了一种蜂窝网络终端直连中面向用户体验质量的功率控制方法。在采用CDMA模式的单蜂窝小区系统中有N个主用户和M个D2D用户，每个D2D用户相应的调整发射功率来最大化其以误码率作为衡量标准的用户体验质量，且通过背景干扰和噪声的联合功率要求低于限定值来保障主用户通信时的信干噪比，而系统需要根据D2D用户的数据流量传输速率进行计费。本发明可保障D2D用户通过达到纳什均衡状态时以较小的发射功率和适合的流量计费来获得较高的用户体验质量，也即较低的误码率，且保障主用户通信时的用户体验质量，从而提供一种用于蜂窝网络中终端直连模式下可保障D2D用户体验质量的功率控制方法。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，具体涉及在蜂窝网络的单小区终端直连中面向用户体验质量的节点发射功率控制方法。

背景技术

终端直连(Device to Device，D2D)技术是5G的重要组成部分，指的是不需要基站进行转发，设备和设备之间就可以直接进行通信的技术，在整个通信过程中，基站主要起控制作用。因此，D2D技术能够提高数据传输速率、降低基站负载以及提高系统的容量。同时，D2D技术在设备与设备之间建立了直接的通信链路，减少了传输路径的数量，因此可以降低通信延迟，这对蜂窝网络来说尤为重要。用户体验质量指从终端用户角度出发，对移动应用或服务的整体主观可接受程度，可以是对人与技术、业务实体之间交互体验的一种评价，为用户使用移动应用或服务时满意的程度，可由蜂窝网络中用户的个性、当前状态和期望决定。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是：在蜂窝网络单小区中通过调节D2D用户的发射功率来保障D2D用户通过达到纳什均衡状态时以较小的发射功率和适合的流量计费来获得较高的用户体验质量，也即较低的误码率，且保障主用户通信时的用户体验质量，即要求背景干扰和噪声的联合功率要求低于信干噪比的限定值。

本发明所提供的技术方案，包括如下内容：

考虑一个采用CDMA模式的单蜂窝小区系统，系统中有N个主用户和M个D2D用户，p_i、γ_i分别表示D2D用户i的发射功率和接收信干噪比，背景噪声功率为σ²，则D2D用户i的信干噪比可表示为：

其中h表示不同用户节点之间的信道增益，c_ij表示第i个扩频码与第j个扩频码之间的码相关系数。

令则D2D用户i的信干噪比又可表示为：

系统的调制方式为非相关频移键控，设基带解调干扰信号为AWGN分布，那么对于D2D用户i的误比特率有

考虑到为避免D2D用户通信对主用户造成影响，保障主用户通信时的信干噪比，要求背景干扰和噪声的联合功率要求低于限定值σ_max，以此作为主用户在蜂窝小区中用户体验质量的衡量标准，为方便从D2D用户进行计算分析，则要求任意D2D用户i处需满足以下条件：

为保障D2D用户在其通信过程中的用户体验质量，将D2D用户通信性能的误码率作为其用户体验质量的衡量标准，可知误码率越低，则用户体验质量越好，由此可建立D2D用户i的收益函数，可表示为：

考虑到蜂窝网络中对根据D2D用户的数据流量传输速率进行计费的情况，各D2D用户的使用带宽B都一致，而传输速率C_i可通过C_i＝Bln(1+γ_i)反映，则D2D用户的代价函数表示如下：