[发明专利]一种紧急通信场景中的毫米波多用户资源分配方法

权利要求书

1.一种紧急通信场景中的毫米波多用户资源分配方法，其特征在于，其步骤为：

(1)建立基于多用户的射频链路分配机制，通过计算竞拍者的私有估价、成本，获得竞拍者报价，根据报价高低将其通信方式划分为D2D通信用户或蜂窝用户；

(2)根据步骤(1)划分出的不同通信方式，利用线性规划方法为D2D用户匹配可复用的蜂窝用户，建立D2D用户可复用蜂窝用户集合；

(3)根据步骤(2)建立的D2D与蜂窝用户集合，在结合实际可能场景的情况下将复用模式分为两种；

(4)在步骤(3)D2D用户资源复用基础上，建立基于拉格朗日的资源分配方案，通过优化D2D用户发射功率，使系统吞吐量最大化。

2.根据权利要求1所述的紧急通信场景中的毫米波多用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤(1)建立的多用户射频链路分配机制，具体按照以下过程实施：

在竞拍过程中，竞拍者提交报价，提供商根据对报价的满意度来确定其服务用户，获得服务的用户即为竞拍成功用户，为自身赢得某射频链路，从而与基站定向通信；与此同时会有剩余用户则通过复用蜂窝用户资源进行D2D通信；

定义变量δ_n,m表示射频链路分配结果，δ_nm＝1表示分配，δ_nm＝0表示不分配；竞拍者对提供商的效用函数可看为毫米波基站对竞拍用户的满意度，目标函数为：

3.根据权利要求1所述的紧急通信场景中的毫米波多用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤(2)建立D2D用户可复用蜂窝用户集合，具体按照以下过程实施：利用线性规划方法，为D2D用户选择复用用户，当D2D对j可以复用蜂窝用户i的频谱资源时要满足以下条件：

为尽可能降低干扰，在保证用户QoS条件下建立最大化系统吞吐量的优化目标

4.根据权利要求1所述的紧急通信场景中的毫米波多用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤(3)建立的D2D用户复用模式选择方案，具体按照以下过程实施：

1)当蜂窝用户数D2D用户对，首先判断D2D用户对其潜在复用蜂窝用户的干扰是否满足式若干扰超出某蜂窝用户的干扰容限，则将此蜂窝用户从D2D用户对的潜在复用用户集合F_c中剔除，得到D2D用户对的拟复用蜂窝用户集合F_c'，从集合F_c'中选择信道增益G_j,i最大的蜂窝用户进行复用，G_j,i越大表示信道条件越好，实现D2D用户和蜂窝用户的“一对一”复用；

2)蜂窝用户数D2D用户对时，在干扰条件允许范围内，根据信道增益大小，从D2D用户拟复用蜂窝用户集合中选出其复用的蜂窝用户i；针对此蜂窝用户，选择使其吞吐量最大的D2D用户放入集合T_d，即最大化；判断是否成立，若不成立，则把对蜂窝用户i干扰最大的D2D对从集合T_d中剔除放入集合T_d'中，直至成立；此时，表示D2D用户对可以复用蜂窝用户资源，否则判断集合T_d'是否为空，若空则结束分配，否则对集合T_d'中D2D用户重复上述分配过程，直至集合T_d'为空，实现多对D2D用户复用同一个蜂窝用户资源模式。

5.根据权利要求1所述的紧急通信场景中的毫米波多用户资源分配方法，其特征在于，所述步骤(4)建立基于拉格朗日的资源分配方案，具体按照以下过程实施：将蜂窝用户看为优先级较高的主用户，不对其功率进行调整，在保证用户QoS的条件下，尽可能提高D2D用户的吞吐量，因此优化问题看为最大化D2D用户吞吐量，目标函数为凸函数，因此在功率限制范围内存在D2D用户的最大发射功率；以D2D用户的发射功率为自变量，可构造拉格朗日函数有：

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