[发明专利]一种D2D通信中传输模式和传输波束的联合优化方法

摘要

本发明涉及一种D2D通信中传输模式和传输波束的联合优化方法，在上行传输中，基站中继传输模式和D2D传输模式共用发射波束；在下行传输中，基站中继传输模式和D2D传输模式使用不同的发射波束，本发明考虑的是多用户的MIMO网络，基站和用户皆配备多根天线，并且D2D传输模式和基站中继传输模式具有同样的优先级，可以同时实现D2D传输模式与基站中继传输模式转换、能量分配、MIMO传输以及干扰管理。

主权项

一种D2D通信中传输模式和传输波束的联合优化方法，其特征在于，在上行传输中，基站中继传输模式和D2D传输模式共用发射波束；在下行传输中，基站中继传输模式和D2D传输模式使用不同的发射波束，包括步骤：(1)初始化参数以及变量；所述参数包括迭代次数,迭代终止门限，控制D2D用户对数量的参数，目标值；所述变量包括各对用户的传输模式控制变量；D2D传输模式下，接收用户端的上行链路接收波束；接收用户端的下行链路接收波束；基站中继传输模式下，基站的上行链路接收波束；接收用户端的下行链路接收波束；基站中继传输模式下的上行信道矢量、下行信道矢量；D2D传输模式下的上行信道矢量、下行信道矢量；对所有用户随机分配权重，并随机产生一组辅助变量；D2D传输模式，用户的上、下行速率向量；基站中继传输出模式，用户的上、下行速率向量；(2)在各传输时段末，根据当前获取的与各发射波束相关的赋形矩阵以及拉格朗日矩阵Φ，计算发射用户端的上行链路发射波束；基站中继传输模式下，计算基站的下行链路发射波束；D2D传输模式下，计算发射用户端的下行链路发射波束；更新传输模式控制变量，以及速率辅助变量限制中的辅助变量；(3)根据步骤(2)中得到的各发射波束，计算在D2D传输模式下，接收用户端的上行链路接收波束；和下行链路接收波束；基站中继传输模式下，基站的上行链路接收波束；接收用户端的下行链路接收波束；根据步骤(2)中得到的速率辅助变量限制中的辅助变量，计算辅助变量；(4)根据步骤(1)中获得的D2D模式的上行信道矢量、下行信道矢量，基站中继模式的上行信道矢量、下行信道矢量；步骤(2)中得到的各发射波束以及步骤(3)中得到的各接收波束，更新D2D模式的用户的上行权重、下行权重，以及基站中继模式的用户的上行权重、下行权重；根据步骤(1)中得到的控制D2D用户对数量的参数，步骤(2)中得到的传输模式控制变量，以及速率辅助变量限制中的辅助变量，步骤(3)中的辅助变量，计算目标值；(5)根据步骤(4)中得到的系统目标值与上一次迭代中计算得到的系统目标值计算系统目标值的增量变化率；如果系统目标值的增量变化率小于或者等于迭代终止门限，则迭代结束；否则，返回步骤(2)开始进行下一轮迭代，直至系统目标值的增量变化率小于或者等于迭代终止门限；(6)根据步骤(2)所得的传输模式控制变量，确定每对用户是属于D2D传输模式，还是基站中继传输模式；确定发射用户端的上行链路发射波束；D2D传输模式，发射用户端的下行链路发射波束；中继传输模式，基站的下行链路发射波束。