本發(fā)明屬于無線通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種混合多址接入的資源管理方法，可用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中。
背景技術(shù)：
：隨著移動和可穿戴設(shè)備的快速增加，用戶對于無線通信資源的需求也在急劇增長，尤其是在即將到來的用戶密度更高，傳輸速率更快的5G網(wǎng)絡(luò)中，傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無法滿足用戶的各種速率需求。因此無線通信技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展以提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能，其中在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入端到端D2D通信技術(shù)成為一種新興的發(fā)展趨勢。D2D通信即在地理位置上鄰近的用戶無需經(jīng)過基站可直接進(jìn)行通信，具有提高系統(tǒng)吞吐量，提高頻譜利用率，分擔(dān)基站負(fù)載和減少終端電源消耗等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)主要由蜂窩用戶和D2D通信用戶構(gòu)成，蜂窩用戶需要通過基站中繼來發(fā)送數(shù)據(jù)，而D2D用戶無需通過基站中繼可以直接進(jìn)行通信，兩種不同的通信方式能夠滿足不同網(wǎng)絡(luò)場景下用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸，以適應(yīng)復(fù)雜多變的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的使用單一多址接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)存在以下缺點(diǎn)：(1)傳統(tǒng)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理方法都是在單一多址接入機(jī)制下設(shè)計(jì)的，這些方法不適用于混合多址接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，不能有效的管理混合多址接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)資源，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗高。(2)傳統(tǒng)的單一多址接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)主要使用正交頻分復(fù)用多址接入機(jī)制OFDMA作為多址接入技術(shù)，但是其不能很好的適應(yīng)即將到來的高用戶密度，高傳輸速率的5G網(wǎng)絡(luò)，不能充分利用有限的頻譜資源；最近，稀疏碼分多址接入機(jī)制SCMA作為一種新的多址接入技術(shù)被提出來，但是，SCMA不能很好的支持D2D用戶，SCMA的聯(lián)合譯碼對于能量和性能受限的D2D設(shè)備來說過于復(fù)雜。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于針對上述異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的不足，提供一種混合多址接入的資源管理方法，以增加頻譜效率，減小了譯碼復(fù)雜度，降低系統(tǒng)能耗。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：(1)為蜂窩用戶分配SCMA碼本,并為D2D用戶分配OFDMA子載波：(1a)根據(jù)發(fā)送用戶的類型，接收發(fā)送數(shù)據(jù)：對蜂窩用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，則由基站接收該發(fā)送數(shù)據(jù)，對D2D用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，則由該D2D用戶對應(yīng)的接收端接收該發(fā)送數(shù)據(jù)；(1b)初始化K≥4，2≤L<K，M≥0,N≥0，其中K表示總子載波數(shù)目，L表示每個(gè)碼本所占子載波數(shù)目，J表示總的碼本數(shù)目，df表示占用同一子載波的碼本數(shù)，M表示總的蜂窩用戶數(shù)目，N表示總的D2D用戶數(shù)目，PC表示蜂窩用戶的發(fā)送功率，PD表示D2D用戶發(fā)送端的發(fā)送功率；(1c)根據(jù)基站獲取用戶的鏈路增益，構(gòu)建干擾圖G＝(V,E)，其中,V表示干擾圖G中的頂點(diǎn)集合，由所有的蜂窩和D2D用戶組成；E表示干擾圖G中的邊集合，邊集合E中每條邊都有一個(gè)邊權(quán)W表示這條邊所連接的兩個(gè)頂點(diǎn)之間潛在的互干擾矩陣；(1d)計(jì)算頂點(diǎn)集合V中所有頂點(diǎn)的屬性{α，β，θ}，其中，α表示最小干擾值，即某頂點(diǎn)與其它所有頂點(diǎn)互干擾的和在所有資源上的最小值；β表示最大信噪比，即某頂點(diǎn)在其最小干擾值α所對應(yīng)的資源上的最大信噪比值；θ表示最期望得到的資源，即某頂點(diǎn)的最大信噪比β所對應(yīng)的資源；(1e)比較頂點(diǎn)集合V中所有頂點(diǎn)的α值，獲取α最小的頂點(diǎn)集合V*，比較該頂點(diǎn)集合V*中所有頂點(diǎn)的β值，得到β值最大的頂點(diǎn)V**,并為該最大的頂點(diǎn)V**分配其自己最期望得到的資源θ(V**)，如果V**是蜂窩用戶，則θ(V**)表示SCMA碼本，如果V**是D2D用戶，則θ(V**)表示OFDMA子載波；(1f)從頂點(diǎn)集合V中去掉β值最大的頂點(diǎn)V**；(1g)重復(fù)執(zhí)行步驟(1d)-(1f)，直至頂點(diǎn)集合V為空集；(2)采用迭代功率控制方法優(yōu)化蜂窩用戶和D2D用戶的發(fā)射功率：(2a)初始化用戶的服務(wù)質(zhì)量要求QoS，即初始化t>0，ε>0，其中表示蜂窩用戶速率約束，表示D2D用戶速率約束，表示蜂窩用戶的最大發(fā)射功率，表示D2D用戶的最大發(fā)射功率，t表示迭代次數(shù)，ε表示功率迭代門限；(2b)根據(jù)D2D用戶Dn的發(fā)射功率求蜂窩用戶Cm的發(fā)射功率(2c)根據(jù)蜂窩用戶Cm的發(fā)射功率求D2D用戶Dn的發(fā)射功率(2d)判斷蜂窩和D2D用戶的發(fā)射功率是否滿足如下條件：Σm=1M(PCmt+1-PCmt)+Σn=1N(PDnt+1-PDnt)<ϵ,]]>若滿足，則結(jié)束循環(huán)，得到蜂窩和D2D用戶的最優(yōu)發(fā)射功率；否則，令t＝t+1，重復(fù)執(zhí)行步驟(2b)-(2c)。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)使用單一多址接入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)本發(fā)明由于蜂窩用戶采用更為高效的稀疏碼分多址接入機(jī)制SCMA，提高了系統(tǒng)用戶容量和頻譜利用率，這是因?yàn)橄∈璐a分多址接入機(jī)制SCMA具有高負(fù)載增益，高效的資源利用率等特點(diǎn)；2)本發(fā)明由于D2D用戶采用解碼復(fù)雜度低的正交頻分復(fù)用多址接入機(jī)制OFDMA，降低D2D設(shè)備的解碼復(fù)雜度。3)本發(fā)明采用基于干擾圖的資源管理方法，有效的協(xié)調(diào)了混合多址接入系統(tǒng)層交叉干擾，降低了系統(tǒng)能耗。4)本發(fā)明對用戶的服務(wù)質(zhì)量要求QoS進(jìn)行可靠的約束，所以能夠保證用戶正常通信而不受干擾，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)能耗。附圖說明圖1是本發(fā)明使用的網(wǎng)絡(luò)場景圖；圖2是本發(fā)明中用戶、碼本和子載波之間的映射關(guān)系；圖3是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)總流程圖；圖4是本發(fā)明中為蜂窩用戶分配SCMA碼本并為D2D用戶分配OFDMA子載波的子流程圖；圖5是本發(fā)明中采用迭代功率控制方法優(yōu)化蜂窩用戶和D2D用戶的子流程圖；圖6是本發(fā)明構(gòu)建的干擾圖；圖7是對本發(fā)明中用戶發(fā)射功率收斂性仿真圖；圖8是采用本發(fā)明資源分配方法，隨機(jī)分配方法，兩端匹配方法在不同的蜂窩用戶數(shù)目M和D2D用戶數(shù)目N下的總發(fā)送功率仿真圖；圖9是采用本發(fā)明資源分配方法，隨機(jī)分配方法，兩端匹配方法在不同子載波數(shù)目K下的總發(fā)送功率和總干擾仿真圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式和效果做進(jìn)一步詳細(xì)描述。參照圖1，本發(fā)明使用的網(wǎng)絡(luò)場景為蜂窩上行與D2D異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，其中蜂窩用戶使用稀疏碼分多址接入技術(shù)SCMA而D2D用戶使用正交頻分復(fù)用多址接入技術(shù)OFDMA。本異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)主要由基站、蜂窩用戶和D2D用戶構(gòu)成，其中D2D用戶由D2D發(fā)射端和D2D接收端組成。在該圖中，BS0表示基站，C1，C2和C3表示蜂窩用戶，DT1和DT2表示D2D用戶的發(fā)射端，DR1和DR2表示D2D用戶的接收端。參照圖2，每個(gè)用戶將分配一個(gè)通信資源發(fā)送數(shù)據(jù)，例如，每個(gè)蜂窩用戶分配一個(gè)SCMA碼本，每個(gè)D2D用戶分配一個(gè)OFDMA子載波。參照圖3，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)步驟如下：步驟1：為用戶分配資源參照圖4，本步驟具體實(shí)現(xiàn)如下：(1a)根據(jù)發(fā)送用戶的類型，接收發(fā)送數(shù)據(jù)：蜂窩用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，由基站接收該發(fā)送數(shù)據(jù)，D2D用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，由該D2D用戶對應(yīng)的接收端接收該發(fā)送數(shù)據(jù)；(1b)初始化K≥4，2≤L<K，M≥0,N≥0，其中K表示總子載波數(shù)目，L表示每個(gè)碼本所占子載波數(shù)目，J表示總的碼本數(shù)目，df表示占用同一子載波的碼本數(shù)，M表示總的蜂窩用戶數(shù)目，N表示總的D2D用戶數(shù)目，PC表示蜂窩用戶的發(fā)送功率，PD表示D2D用戶發(fā)送端的發(fā)送功率；(1c)根據(jù)基站獲取用戶的鏈路增益，構(gòu)建干擾圖G＝(V,E)：(1c1)將每一個(gè)蜂窩用戶或者D2D用戶表示為一個(gè)頂點(diǎn)，所有的蜂窩用戶和D2D用戶組成干擾圖G的頂點(diǎn)集合V；(1c2)將干擾圖G中的所有頂點(diǎn)進(jìn)行兩兩連線，構(gòu)成干擾圖G的邊集合E；(1c3)基站獲取頂點(diǎn)集合V中所有頂點(diǎn)之間的信道增益；(1c4)按照如下等式得到第i個(gè)頂點(diǎn)Vi與第j個(gè)頂點(diǎn)Vj之間的邊權(quán)WVi,Vj=WVi,Vj1,1...WVi,Vj1,y.........WVi,Vjx,1...WVi,Vjx,y.........---<1>]]>其中，表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi使用資源x與第j個(gè)頂點(diǎn)Vj使用資源y的互干擾，按如下方式計(jì)算：WVi,Vjx,y=IVi,Vjx,y+IVj,Viy,x---<2>]]>其中，表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi使用資源x對第j個(gè)頂點(diǎn)Vj使用資源y的干擾，表示第j個(gè)頂點(diǎn)Vj使用資源y對第i個(gè)頂點(diǎn)Vi使用資源x的干擾：IVi,Vjx,y=1(·),Vi∈C,Vj∈Cfx,y1LPCGVi,Vj,ry,Vi∈C,Vj∈Dfy,xPDGVi,t,BSx,Vi∈D,Vj∈C1(·),Vi∈D,Vj∈D,---<3>]]>IVj,Viy,x=1(·),Vi∈C,Vj∈Cfx,yPDGVj,t,BSy,Vi∈C,Vj∈Dfy,x1LPCGVj,Vi,rx,Vi∈D,Vj∈C1(·),Vi∈D,Vj∈D,---<4>]]>其中，C表示蜂窩用戶的集合，D表示D2D用戶的集合；式<3>和<4>有4種情況，分別如下：第一種：對于Vi∈C，Vj∈C的情況，x，y均表示SCMA碼本，1(·)表示指示函數(shù)，若x＝y(tǒng)，則1(·)＝∞，否則，1(·)＝0；第二種：對于Vi∈C，Vj∈D的情況，x表示SCMA碼本，y表示OFDMA子載波，PC表示蜂窩用戶通信時(shí)在一個(gè)碼本上的發(fā)射功率，這里每個(gè)碼本的發(fā)射功率被平均分配到它所占用的子載波上；PD表示D2D用戶通信時(shí)在一個(gè)子載波上的發(fā)射功率；fx,y表示碼本x與子載波y的對應(yīng)關(guān)系，若碼本x占用子載波y，則fx,y＝1，否則，fx,y＝0；表示從第i個(gè)頂點(diǎn)Vi到第j個(gè)頂點(diǎn)Vj的接收端在子載波y上的信道增益，表示從第j個(gè)頂點(diǎn)Vj的發(fā)送端到基站在子載波y上的信道增益；第三種：對于Vi∈D，Vj∈C的情況，x表示OFDMA子載波，y表示SCMA碼本，PC表示蜂窩用戶通信時(shí)在一個(gè)碼本上的發(fā)射功率，這里每個(gè)碼本的發(fā)射功率被平均分配到它所占用的子載波上；PD表示D2D用戶通信時(shí)在一個(gè)子載波上的發(fā)射功率；fy,x表示碼本y與子載波x的對應(yīng)關(guān)系，若碼本y占用子載波x，則fy,x＝1，否則，fy,x＝0；表示從第i個(gè)頂點(diǎn)Vi的發(fā)送端到基站在子載波x上的信道增益，表示從第j個(gè)頂點(diǎn)Vj到第i個(gè)頂點(diǎn)Vi的接收端在子載波x上的信道增益；第四種：對于Vi∈D，Vj∈D的情況，x，y均表示OFDMA碼本，1(·)表示指示函數(shù)，若x＝y(tǒng)，則1(·)＝∞，否則，1(·)＝0；(1c5)由步驟(1c1)-(1c4)得到干擾圖G＝(V,E)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。(1d)計(jì)算頂點(diǎn)集合V中所有頂點(diǎn)的屬性{α，β，θ}：(1d1)計(jì)算第i個(gè)頂點(diǎn)Vi的最小干擾值α(Vi)，α(Vi)=minx=1...Jψ(Vi,x),∀Vi∈Cminx=1...Kψ(Vi,x),∀Vi∈D,---<5>]]>ψ(Vi,x)=ΣVj∈CSVi,xWVi,Vjx,x+ΣVj∈DΣy=1KXVj,yfx,yWVi,Vjx,y,ifVi∈CΣVj∈CΣy=1JSVj,yfy,xWVj,Viy,x+ΣVj∈DSVi,xWVi,Vjx,x,ifVi∈D,---<6>]]>其中，C表示蜂窩用戶的集合，D表示D2D用戶的集合；ψ(Vi,x)表示頂點(diǎn)Vi所表示的用戶在資源x上與其它蜂窩和D2D用戶的互干擾之和。式<6>有2種情況，分別如下：第一種：對于Vi∈C的情況，x表示SCMA碼本，y表示OFDMA子載波，且表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi是否占用碼本x，若占用碼本x，則否則，fx,y表示碼本x與子載波y的對應(yīng)關(guān)系，若碼本x占用子載波y，則fx,y＝1，否則，fx,y＝0；表示第j個(gè)頂點(diǎn)Vj是否占用子載波y，若占用子載波y，則否則，第二種：對于Vi∈D的情況，x表示OFDMA子載波，y表示SCMA碼本，且表示第j個(gè)頂點(diǎn)Vj是否占用碼本y，若占用碼本y，則否則，fy,x表示碼本y與子載波x的對應(yīng)關(guān)系，若碼本y占用子載波x，則fy,x＝1，否則，fy,x＝0；表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi是否占用子載波x，若占用子載波x，則否則，(1d2)計(jì)算第i個(gè)頂點(diǎn)Vi的最大信噪比β(Vi)，β(Vi)=maxx∈Ω(Vi)SNR(Vi,x),---<7>]]>其中，SNR(Vi,x)表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi在資源x上的信噪比，Ω(Vi)表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi的最小干擾值α(Vi)所對應(yīng)的資源集合：SNR(Vi,x)=ψ(Vi,x)=Σk=1KPCfx,kGVi,BSkLσ0B0,ifVi∈CPDGVi,tVi,rxσ0B0,ifVi∈D,---<8>]]>Ω(Vi)=argminx=1...Jψ(Vi,x),∀Vi∈Cargminx=1...Kψ(Vi,x),∀Vi∈D,---<9>]]>其中，ψ(Vi,x)表示頂點(diǎn)Vi在資源x上與其它頂點(diǎn)的互干擾之和，由式子<6>計(jì)算得到，C表示蜂窩用戶的集合，D表示D2D用戶的集合，σ0表示噪聲功率譜密度，B0表示子載波帶寬；式<8>分2種情況，分別如下：第一種：對于Vi∈C的情況，x表示SCMA碼本，PC表示蜂窩用戶通信時(shí)在一個(gè)碼本上的發(fā)射功率，這里每個(gè)碼本的發(fā)射功率被平均分配到它所占用的子載波上；表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi到基站在子載波k上的信道增益；fx,k表示碼本x與子載波k的對應(yīng)關(guān)系，若碼本x占用子載波k，則fx,k＝1，否則，fx,k＝0；第二種：對于Vi∈D的情況，x表示OFDMA子載波，PD表示D2D用戶通信時(shí)在一個(gè)子載波上的發(fā)射功率；表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi發(fā)射端到其對應(yīng)的接收端在子載波x上的信道增益；(1d3)計(jì)算第i個(gè)頂點(diǎn)Vi最期望得到的資源θ(Vi)：θ(Vi)=argmaxx∈Ω(Vi)SNR(Vi,x),---<10>]]>其中，SNR(Vi,x)表示第i個(gè)頂點(diǎn)Vi在資源x上的信噪比，由式子<8>計(jì)算得到；(1d4)重復(fù)執(zhí)行步驟(1d1)-(1d3)，依次計(jì)算出頂點(diǎn)集合V中所有頂點(diǎn)的屬性{α，β，θ}。根據(jù)步驟(1c)和(1d)得到干擾圖如圖6所示：其中，頂點(diǎn)C1，C2，C3，D1和D2是干擾圖G＝(V,E)頂點(diǎn)集合V中的頂點(diǎn)，頂點(diǎn)C1表示第1個(gè)蜂窩用戶，頂點(diǎn)C2表示第2個(gè)蜂窩用戶，頂點(diǎn)C3表示第3個(gè)蜂窩用戶，頂點(diǎn)D1表示第1個(gè)D2D用戶，頂點(diǎn)D2表示第2個(gè)D2D用戶，{α(C1)，β(C1)，θ(C1)}是頂點(diǎn)C1的屬性，{α(C2)，β(C2)，θ(C2)}是頂點(diǎn)C2的屬性，{α(C3)，β(C3)，θ(C3)}是頂點(diǎn)C3的屬性，{α(D1)，β(D1)，θ(D1)}是頂點(diǎn)D1的屬性，{α(D2)，β(D2)，θ(D2)}是頂點(diǎn)D2的屬性，邊(C1,C2)，(C1,C3)，(C2,C3)，(C1,D1)，(C1,D2)，(C2,D1)，(C2,D2)，(C3,D1)，(C3,D2)和(D1,D2)是干擾圖G＝(V,E)邊集合E中的干擾邊，和分別是這些邊的邊權(quán)；(1e)比較頂點(diǎn)集合V中所有頂點(diǎn)的α值，獲取α最小的頂點(diǎn)集合V*，比較該頂點(diǎn)集合V*中所有頂點(diǎn)的β值，得到β值最大的頂點(diǎn)V**,并為該最大的頂點(diǎn)V**分配其自己最期望得到的資源θ(V**)，如果V**是蜂窩用戶，則θ(V**)表示SCMA碼本，如果V**是D2D用戶，則θ(V**)表示OFDMA子載波；(1f)從頂點(diǎn)集合V中去掉β值最大的頂點(diǎn)V**；(1g)重復(fù)執(zhí)行步驟(1d)-(1f)，直至頂點(diǎn)集合V為空集。步驟2：采用迭代功率控制方法優(yōu)化蜂窩用戶和D2D用戶的發(fā)射功率。參照圖5，本步驟的具體實(shí)現(xiàn)如下：(2a)初始化用戶的服務(wù)質(zhì)量要求QoS，即初始化t>0，ε>0，其中表示蜂窩用戶速率約束，表示D2D用戶速率約束，表示蜂窩用戶的最大發(fā)射功率，表示D2D用戶的最大發(fā)射功率，t表示迭代次數(shù)，ε表示功率迭代門限；(2b)根據(jù)D2D用戶Dn的發(fā)射功率求蜂窩用戶Cm的發(fā)射功率PCmt+1=min{PCmax,Σj=1JSCm,j*L(2RCreqB-1)Σk=1Kfj,kGCm,BSkΣn=1NXDn,k*PDntGDn,t,BSk+σ0B0},---<11>]]>其中，σ0表示噪聲功率譜密度；B0表示子載波帶寬；表示蜂窩用戶Cm是否占用碼本j，若蜂窩用戶Cm占用碼本j，則否則，表示D2D用戶Dn是否占用子載波k，若D2D用戶Dn占用子載波k，則否則，表示蜂窩用戶Cm到基站在子載波k上的新到增益；表示D2D用戶Dn發(fā)射端到基站在子載波k上的信道增益；表示D2D用戶Dn的發(fā)射功率；(2c)根據(jù)蜂窩用戶Cm的發(fā)射功率求D2D用戶Dn的發(fā)射功率PDnt+1={PDmax,Σk=1KXDn,k*(2RDreqB-1)Σm=1MΣj=1JSCm,j*fj,kPCmtGGm,Dn,rk+σ0B0LGDn,t,Dn,rk}---<12>]]>其中，σ0表示噪聲功率譜密度；B0表示子載波帶寬；表示蜂窩用戶Cm是否占用碼本j，若蜂窩用戶Cm占用碼本j，則否則，表示D2D用戶Dn是否占用子載波k，若D2D用戶Dn占用子載波k，則否則，表示蜂窩用戶Cm到D2D用戶Dn的接收端在子載波k上的信道增益；表示D2D用戶Dn發(fā)射端到其接收端在子載波k上的信道增益；表示蜂窩用戶Cm的發(fā)射功率；(2d)判斷用戶發(fā)射功率是否滿足如下條件：Σm=1M(PCmt+1-PCmt)+Σn=1N(PDnt+1-PDnt)<ϵ,]]>若滿足，則結(jié)束循環(huán)，得到蜂窩和D2D用戶的最優(yōu)發(fā)射功率；否則，令t＝t+1，重復(fù)執(zhí)行步驟(2b)-(2c)。本發(fā)明的效果可通過仿真進(jìn)一步說明：1、仿真條件：在仿真場景中，設(shè)所有用戶均勻分布于半徑為500m的小區(qū)范圍內(nèi)，D2D通信鏈路長度在1m-20m范圍內(nèi)服從瑞利分布。設(shè)蜂窩用戶的發(fā)射功率PC和D2D用戶的發(fā)射功率PD均為10dBm，設(shè)蜂窩用戶的最大發(fā)射功率和D2D用戶的最大發(fā)射功率均為1w，信道模型為簡單的路徑損耗模型，蜂窩用戶的通信鏈路信道增益為D2D通信鏈路信道增益為其中dC表示蜂窩用戶與基站之間的距離，dD表示D2D用戶發(fā)射端與對應(yīng)接收端之間的距離。設(shè)系統(tǒng)噪聲功率頻譜密度是-150dBm/Hz的零均值加性高斯白噪聲，信道帶寬B0為180kHz。設(shè)每個(gè)碼本占用L＝2個(gè)子載波，基站可以獲得小區(qū)范圍內(nèi)所有用戶的信道狀態(tài)信息。仿真方法使用現(xiàn)有的隨機(jī)分配方法、兩端匹配方法和本發(fā)明，其中：隨機(jī)分配方法是蜂窩用戶隨機(jī)選擇一個(gè)SCMA碼本，D2D用戶隨機(jī)選擇一個(gè)OFDMA子載波。兩端匹配方法，是蜂窩用戶和D2D用戶分別以功率為參數(shù)對碼本和子載波進(jìn)行匈牙利匹配。2、仿真內(nèi)容與結(jié)果分析：仿真1：對本發(fā)明中用戶發(fā)射功率的收斂性進(jìn)行仿真，結(jié)果如圖7所示。從圖7可見，用戶的發(fā)射功率收斂很快，另外，值得我們注意的是每個(gè)用戶可以獨(dú)立的從不同的初始值達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定點(diǎn)，這種快速收斂性和易于使用的特性使得本發(fā)明的迭代功率控制方法能很好的應(yīng)用到實(shí)際應(yīng)用中。仿真2：使用本發(fā)明資源分配方法，隨機(jī)分配方法，兩端匹配方法在不同的蜂窩用戶數(shù)目M和D2D用戶數(shù)目N下，進(jìn)行資源分配仿真，結(jié)果如圖8所示。從圖8可見，本發(fā)明資源分配方法比現(xiàn)有兩種方法更加節(jié)約功耗。這主要是由于本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)場景是一個(gè)干擾受限的網(wǎng)絡(luò)，干擾是制約網(wǎng)絡(luò)性能的主要因素。本發(fā)明的資源分配方法基于干擾圖可以有效的協(xié)調(diào)層交叉干擾。相反，另外兩種方法不能很好的協(xié)調(diào)干擾。仿真3：使用本發(fā)明資源分配方法，隨機(jī)分配方法，兩端匹配方法在不同子載波數(shù)目K下進(jìn)行資源分配仿真，結(jié)果如圖9所示。從圖9可見，本發(fā)明資源分配方法通過減小系統(tǒng)干擾極大的減小了用戶的發(fā)射功率,這是因?yàn)楸景l(fā)明資源分配方法使用干擾圖進(jìn)行資源分配，使得相鄰的兩個(gè)蜂窩和D2D用戶不能同時(shí)占用相同的頻帶。因此，本發(fā)明資源分配方法可以有效的減少干擾和用戶發(fā)射功率。以上描述僅是本發(fā)明的具體實(shí)例，顯然對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本
發(fā)明內(nèi)容和原理后，都能在不背離本發(fā)明原理、結(jié)構(gòu)的情況下，進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變?nèi)栽诒景l(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3