[发明专利]一种基于能量效率的最优D2D中继位置用户接入方法

说明书

本发明涉及一种基于能量效率的最优D2D中继位置用户接入方法，属于无线通信技术领域。本发明先根据建立的场景模型建立D2D中继的中继集合；利用最优中继选择算法从中继集合中选出最优的D2D中继；分别计算出用户通过D2D中继模式下的能量效率和用户直接到基站的直接模式下的能量效率；将计算出的两种模式的能量效率进行比较来进行不同的用户接入。本发明采用跨层优化的思想，以能量效率为目标提出一种复杂度降低的用户接入方法；先确定D2D中继的位置，找出最优的D2D中继，再根据能量效率和传输速率进行用户接入；经过验证，该算法能较好的平衡用户的传输性能，有效的提升了用户的接入体验。

技术领域

本发明涉及一种基于能量效率的最优D2D中继位置用户接入方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着通信技术的飞速发展，对通信的要求也越来越高，在不同的场景下对通信也有不同的要求，在通信资源日渐匮乏的今天，提高通信资源的利用率和传输速率是通信系统中需要解决的问题,由于受频谱资源和能量资源的限制，传统的通信网络所能提供的传输速度无法满足用户的需求，因此近年来国内外专家学者将D2D(Device to Device)技术和蜂窝网结合。D2D技术同蜂窝网的结合，可以有效的提升频谱利用率和能量效率，将D2D作为中继，又可以解决用户接入问题，本文中主要研究的问题是将D2D作为中继的网络下用户接入的相关研究，在纷繁复杂的异构网络中，存在多种类型的基站为用户提供接入服务，不同的接入网络具有不同的特性；因此，根据需求合理的选择接入网络就显得尤为重要，将普通用户终端作为D2D中继，可以改善蜂窝小区边缘用户的接入体验。一些已能找到的文献中虽然提出过基于能量效率的用户接入，但是只针对单D2D中继的情景下，目标较为单一；但现实中一般都是多中继场景，会存在中继选择等问题。

基于以上的研究，本发明在多D2D中继环境下，发明一种基于能量效率的最优中继位置的用户接入算法，经验证该算法能较好的平衡用户的传输性能，有效的提升了用户的接入体验。

发明内容

本发明提供了一种基于能量效率的最优D2D中继位置用户接入方法，以解决现有通信中用户接入出现的信号衰落大，接入体验差，传输效率不高和通信信令开销较大等问题。

本发明的技术方案是：一种基于能量效率的最优D2D中继位置用户接入方法，所述基于能量效率的最优D2D中继位置用户接入方法的具体步骤如下：

Step1、根据建立的场景模型建立D2D中继的中继集合；

Step2、利用最优中继选择算法从中继集合中选出最优的D2D中继；

Step3、分别计算出用户通过D2D中继模式下的能量效率和用户直接到基站的直接模式下的能量效率；

Step4、将Step3中计算出的两种模式的能量效率进行比较；

若中继模式下的能量效率比直接模式下的能量高，则选择中继模式进行用户接入；

若直接模式下的能量效率比中继模式下的能量高，则选择直接模式进行用户接入；

若中继模式和直接模式能量效率相同，则再判断两种模式的传输速率；选择传输速率高的模式进行用户接入；

Step5、循环步骤Step2-4以确定选择最优的中继和最优的模式进行用户接入。

所述步骤Step2中，最优中继选择算法：为基于距离的中继选择算法，当用户中继和基站在同一条直线上时，最有可能出现最优中继；

所述步骤Step2的具体步骤如下所示：

Step2.1、根据中继功率损耗公式计算各个中继的功率损耗；

Step2.2、对中继位置进行最优选择，先建立能量效率最优的数学模型；