[发明专利]一种设备间通信的上行物理层资源共享与功率控制方法

摘要

本发明公开了一种设备间通信的上行物理层资源共享与功率控制方法，按如下步骤进行：首先，基站通过上行信道估计可以获得所有上行用户至基站的信道信息以及所有D2D(device-to-device)用户对的发射机在基站处对被复用上行用户的干扰信道信息；类似地，任一D2D用户对的接收机可以获得与发射机之间在整个频段上的信道信息和被复用上行用户到D2D用户对接收机的反向干扰信道信息，并将它们反馈给基站。基站根据获得的所有四类信道信息最大化所有D2D用户对的本地频带效率的同时保证每个上行用户的通信速率不低于R_n的准则，在所有D2D用户对之间合理分配频段资源，并优化所有所有上行用户和D2D用户对的发送功率。最后，基站将资源分配、功率控制结果通过控制信道告知D2D用户对和上行用户。

主权项

一种设备间通信的上行物理层资源共享与功率控制方法，所述方法包括以下步骤：1)在一个单小区网络中，共存在N个上行用户以及D对D2D用户对，其中每个D2D用户对由一个发射机(‘D2DRX’)和接收机(‘D2DTX)构成，上行用户和D2D用户对分别采用下标n(n＝1,2,…,N)和d(d＝1,2,…,D)来表示，每个上行用户占用系统总频段资源的1/N且相互之间正交，所有上行用户并与基站保持稳定的通信链路，且规定其最大发送功率为通信速率始终保持R_n(bits/s/Hz)，为了提升本地频带利用率并有利于运营商针对每个D2D用户对占用资源的情况合理收费，所有D2D对以最大发送功率总和为可以复用任意多个上行用户资源，且每个上行用户只能被一个D2D对复用，x_d,n；被用作D2D用户对d占用上行用户n频段的指示变量，如果上行用户n频段被基站指定给了D2D用户对d，那么x_d,n＝1；否则x_d,n＝0；2)在时分双工系统中，为了使基站获得完整的信道信息来实现最优资源分配，基站可以通过上行信道估计获得上行用户n至基站的信道h_n；以及D2D用户对d的发射机对被复用上行用户n在基站处的上行干扰信道通过上述相同的信道估计方式，D2D用户对d的接收机可以获得它与其发射机之间在上行用户n频段上的传输信道h_d,n和被复用移动用户n到它的反向干扰信道最后D2D用户对d的接收机将h_d,n和反馈给基站；3)基站根据获得的2)中所述四类信道信息h_n，hd,n，按照最大化所有D2D用户对的本地频带效率同时保证每个上行用户的通信速率不低于R_n的准则，在所有D2D用户对之间合理分配频段资源，并且优化所有D2D用户对在已分配频段上的发射机的发送功率p_d,n以及所有上行用户的发送功率p_n；4)基站根据3)中所述准则，根据设备间通信复用上行物理层资源与功率控制算法计算得出最优的所有D2D用户对在已分配频段上的最优发送功率以及所有上行用户的最优发送功率基站通过控制信道将频段分配结果以及最优功率传递给相应的D2D用户对；同时调整上行用户功率至对抗来自于D2D用户对的干扰以维持通信速率R_n不变；5)最后根据4)所述结果，所有D2D用户对在基站指定的频段资源上，以最优功率发送本地信息，而上行用户则按照最优功率与基站保持通信。