[发明专利]一种基于信道概率统计特性的5G电力D2D通信网络资源分配优化方法

说明书

本发明涉及一种基于信道概率统计特性的5G电力D2D通信网络资源分配优化方法，包括：5G电力通信网中D2D电力通信终端访问控制；选择5G电力通信中D2D电力通信终端的最优CU多路复用伙伴；D2D电力通信终端与CU复用伙伴的功率分配；求解非线性模型增加5G电力通信网络吞吐量；分配基于图论中的加权二部图最大匹配算法，为D2D电力通信终端选择合适的CU复用伙伴。本发明基于信道概率和统计的5G电力通信资源分配算法具有最优的中断概率阈值，使D2D电力通信终端接入速率和D2D电力通信终端吞吐量获得最大，可以显著降低电力通信终端反馈开销，在相同D2D电力通信终端接入速率和D2D吞吐量和数量增益水平下，可以进一步降低D2D电力通信终端中断概率和反馈信令开销。

技术领域

本发明属于电力信息通讯领域，涉及5G电力通信网络资源分配优化技术，尤其是一种基于信道概率统计特性的5G电力D2D通信网络资源分配优化方法。

背景技术

无处不在的无线访问环境使生活中的高质量和高速数据传输成为可能，5G技术的使用已从简单的数据传输扩展到了高数据速率，时延敏感和容错的业务场景。电力通信是电力业务发展的基础，随着5G电力通信系统中接入设备数量的进一步增加，大数据量的交互服务日益丰富以及无线通信网络容量需求的快速增长，对高速数据交互的需求越来越广，标准也越来越高，随着电力通信技术的业务遽增，流量爆炸，多样化的电力通信终端需求也越来越多，保障电力业务QoS需求，是建设城市能源互联网的前提。

然而，可用于电力通信的频谱资源非常有限，当前的空中接口技术也难以在根源上提高资源利用率。灵活高效的网络资源分配技术对于5G新型业务场景以及后5G时代的电力通信技术发展都有着举足轻重的地位。如何有效地分配带宽仍然是一个非常困难的问题，面对这种差异巨大的服务需求，如何高效利用有限的网络资源变得尤为重要。

基于无线系统对高速、高效信息传输的要求，5G电力通信的关键技术之一D2D(Device-to-Device)技术应运而生。跳过基站的转发过程，直接点对点信息传输是通过复用蜂窝网络的信道资源直接进行的。现有技术中通信机制、模式选择、资源分配、D2D中继技术都取得了长足的进步。但是，由于蜂窝电力通信终端的链路资源被重用，并且不能忽略内部干扰，使得D2D通信也带来了新的问题和挑战，在实际应用中，由于5G电力通信无线信道的衰落现象，一个电力通信终端在不同信道(资源块)上观察到的信道质量是不同的。如果给电力通信终端分配一个质量好的信道，可以获得更高的数据速率。可以看出，如果系统在分配资源块时考虑到每个电力通信终端的位置和信道衰落引起的信道质量差异，可以优化资源分配方案，实现面向城市能源互联网的海量电力业务接入与通信QOS全面提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，基于信道质量，提出了一种基于信道概率统计特性的5G电力D2D通信网络资源分配优化方法，是一种5G电力D2D通信网络中的资源优化算法，可以有效提高电力通信网络资源分配效率，全面提升电力通信高质量和高速数据传输的应用。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于信道概率统计特性的5G电力D2D通信网络资源分配优化方法，包括如下方法步骤：

步骤一：5G电力通信网中D2D电力通信终端访问控制；

步骤二：选择5G电力通信中D2D电力通信终端的最优CU多路复用伙伴；

步骤三：D2D电力通信终端与CU复用伙伴的功率分配；

步骤四：求解非线性模型增加5G电力通信网络吞吐量；

步骤五：分配基于图论中的加权二部图最大匹配算法，为D2D电力通信终端选择合适的CU复用伙伴。

而且，步骤一中当没有D2D电力通信终端复用CU电力通信终端i的信道时，满足其信号与干扰加噪声比SINR要求的最低发射功率可表示为：