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专利号: 2019101879339
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于NOMA的D2D蜂窝系统资源分配方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)以总速率最大化为目标对预先建立的基于NOMA的D2D蜂窝模型进行求解;

(2)获得蜂窝用户到基站的信道增益矩阵H,选取每个子带上信道增益条件最好的两个用户m1和m2,直到所有的蜂窝用户完成配对;

(3)进行D2D对与子带之间的多对多匹配;

(4)由辅助梯度二分搜索算法进行子带功率分配;

(5)通过逐次凸逼近优化D2D对的发送功率;

(6)实现系统用户总速率最大化。

2.根据权利要求1所述的一种基于NOMA的D2D蜂窝系统资源分配方法,其特征在于,步骤(1)所述模型的目标函数为:约束条件为:

Pm≥0

其中两个分配矩阵 和 分别表示将子信道k分配给D2D对n和蜂窝用户CUm占用子带k; 表示蜂窝用户CUm在子信道k上的获得的速率; 表示D2D对n在子信道k上获得的速率;约束条件中 表示蜂窝用户CUm的服务质量最小速率限制;|hn,m|2为同一子信道上D2D对n和蜂窝用户CUm之间的信道增益;Pn为D2D对n的发送功率;θk为子信道k上D2D对和蜂窝用户之间的总干扰;PT为基站总功率;Pm为发送给蜂窝用户CUm的功率。

3.根据权利要求1所述的一种基于NOMA的D2D蜂窝系统资源分配方法,其特征在于,所述步骤(2)通过以下公式实现:其中a1、a2分别为两个蜂窝用户的功率分配因子,σ2为高斯白噪声。

4.根据权利要求1所述的一种基于NOMA的D2D蜂窝系统资源分配方法,其特征在于,所述步骤(3)包括以下步骤:(31)对所有D2D对建立关于子带的偏好列表(32)对于每个D2D对从最偏好的子带开始发送匹配请求;

(33)对子带k来说,若加入D2D组S后总速率增大,即 其中Mk表示已经分配在子带k上的蜂窝用户组合,则允许D2D组S加入子带k,否则继续寻找下一子带。

5.根据权利要求1所述的一种基于NOMA的D2D蜂窝系统资源分配方法,其特征在于,所述步骤(4)通过以下公式实现:蜂窝用户的速率表示为:

其中,Nk为子带k上存在的D2D对集合,m1和m2为两个蜂窝用户且满足|hm1|>|hm2|,|hm1|2和|hm2|2为蜂窝用户信道增益;利用辅助梯度二分搜索算法得到最优的子带功率{Pk*}。

6.根据权利要求1所述的一种基于NOMA的D2D蜂窝系统资源分配方法,其特征在于,所述步骤(5)包括以下步骤:(51)D2D对n在子带k上的速率可以表示为由对数近似log2(1+X)=α  log2(X)+β,令 其中则子带k上的D2D速率可以重写为

(52)根据 可以转化优化函数,得优化问题的拉格朗日函数为对偶函数为 求

偏导数 且转换回P空间得有 则一旦最优的通过上式获得,对偶问题 可由次梯度方法获得其中为τλ步长。