[发明专利]非正交多址接入蜂窝和终端直通密集网络资源管控方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种非正交多址接入蜂窝和终端直通密集网络资源管控方法，根据D2D链路在准复用模式和复用模式中所产生的干扰，对D2D链路进行资源使用模式选择，提高密集网络的链路接入能力；利用两阶段效用值，为准复用模式D2D链路进行子信道分配；利用凸优化理论的连续凸近似算法，对系统各个用户进行功率分配，保证用户在密集网络中的最低速率；建立二分图模型，利用最大权值匹配算法为复用模式D2D进行子信道分配。本发明充分利用非正交多址网路中D2D通信的准复用模式；充分地抑制了用户间干扰；具有频谱效率高，系统接入率高的优点，可用于基于非正交多址接入的蜂窝和终端直通混合密集网络中。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种非正交多址接入蜂窝和终端 直通密集网络资源管控方法。

背景技术

为了实现更高的网络性能，未来第五代移动网络将是异构的网络形态并采 用多种关键技术。其中，终端直通(D2D)技术就是一种被广泛提倡并有望应 用到5G网络中的新技术手段，它可以使两个近域的两个用户直接通信而不需要 基站协助。相比传统的蓝牙等近场通信技术，D2D技术能够融入蜂窝移动网络 中，受到蜂窝系统的管控，这对提高网络频谱效率和能量效率十分有效。与日 俱增的用户终端设备使得网络密度越来越高，这对于无线网络的接入能力、网 络容量和可靠性都提出了新的更高的要求，为了应对这样的挑战，非正交多址 接入(NOMA)技术被提出并得到了广泛关注。NOMA技术允许多个用户同时 在一个资源块上进行传输，这样可以为网络提供大规模接入、高吞吐量传输和 低时延通信的能力。因此，NOMA技术可以满足蜂窝和D2D混合密集网络提供 的大规模接入的要求，使大量用户可以成功传输。然而，此混合网络中存在用 户间干扰和同信道干扰，如果不能够有效地抑制干扰，那不仅不能发挥新技术 的潜力还会恶化网络的性能。无线资源的管控是解决此混合网络干扰的重要手 段，传统的对于蜂窝和D2D混合网络的资源分配方法均是基于正交多址接入系 统设计的，并不能直接应用到NOMA系统中，其主要存在一下缺点：(1)当 正交多址接入系统的可用资源不足时，D2D只能以复用模式接入网络，这会严 重影响系统频谱效率。在复用模式下的D2D链路会直接复用蜂窝用户的频谱资 源，因此蜂窝用户和D2D链路间会产生直接干扰，从而导致网络总速率下降。 (2)传统的资源分配方法不能保证密集网络的链路接入率。因为传统蜂窝和D2D混合网络的资源分配方法，不能有效地抑制占用相同网络资源的用户之间 的干扰，这会使得受干扰很重的用户很难达到最低速率限制，从而不能成功接 入网络。以上这些缺陷使得现有网络系统有很多不完善之处，很大程度上降低了资源复用增益，对有限的频谱资源没有充分利用，不能充分发挥NOMA技术 的潜在增益，影响了用户容量和系统和速率的提升。

综上所述，现有技术存在的问题是：目前的蜂窝和D2D混合密集网络大规 模接入方法存在降低了资源复用增益，对有限的频谱资源没有充分利用，不能 充分发挥NOMA技术的潜在增益，影响了用户容量和系统和速率的提升。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种非正交多址接入蜂窝和终端 直通密集网络资源管控方法。

本发明是这样实现的，根据D2D链路在准复用模式和复用模式中所产生的 干扰，对D2D链路进行资源使用模式选择；利用两阶段效用值，为准复用模式 D2D链路进行子信道分配；利用凸优化理论的连续凸近似算法，对各个用户进 行功率分配；建立二分图模型，利用最大权值匹配算法为复用模式D2D进行子 信道分配。

进一步，所述非正交多址接入蜂窝和终端直通密集网络资源管控方法包括 以下步骤：

步骤一，对D2D链路分配工作模式并为工作在准复用模式的D2D链路分配 子信道；

步骤二，剩余D2D链路工作在复用模式下，计算D2D链路使用每个子信道 时的功率分配结果，同时保证密集网络中用户的最低速率；

步骤三，对复用模式D2D链路进行子信道分配。