異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合功率控制的終端直通通信資源分配

　　針對異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中終端直通（ D2D）用戶和小蜂窩用戶復(fù)用宏蜂窩用戶資源產(chǎn)生的干擾問題，提出一種聯(lián)合功率控制的資源分配方案。首先，在滿足用戶信號干擾噪聲比（ SINR）和發(fā)射功率約束條件的前提下，根據(jù)系統(tǒng)干擾模型推導(dǎo)出每個D2D用戶和小蜂窩用戶復(fù)用宏蜂窩用戶信道資源時的最優(yōu)發(fā)射功率；其次，將用戶的信道選擇規(guī)劃成用戶和信道之間的雙邊匹配問題，采用延遲接受（ Gale-Shapley）算法得到一個穩(wěn)定的匹配解；最后，以所得的匹配解為初始條件，通過交換搜索算法進(jìn)一步優(yōu)化分配方案。仿真結(jié)果表明，該方案的系統(tǒng)總?cè)萘亢湍芰啃史謩e是最優(yōu)解的93. 620/0和92. 140/0，與隨機資源分配方案、無功率控制和交換搜索的分配方案，以及有功率控制無交換搜索的分配方案相比，系統(tǒng)容量平均增幅分別為48. 29%、15. 97%和4.8%，系統(tǒng)能量效率平均增幅分別為62. 72%、44.48%和4.45%。該方案能夠達(dá)到近似最優(yōu)的系統(tǒng)總?cè)萘浚行岣哳l率利用率和能量效率。

　　隨著通信技術(shù)的發(fā)展、物聯(lián)網(wǎng)及多媒體等應(yīng)用的廣泛使用，移動通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量獲得爆炸性的增長。終端直通（ Device-to-Device．D2D）通信具有較高的無線傳輸速率和較低的時延，有著廣闊的應(yīng)用前景［1-3］。因此，未來的5G網(wǎng)絡(luò)將是由宏蜂窩用戶（ Cellular User，CU）、小蜂窩用戶、D2D用戶（ D2D User，DU）共存的混合通信網(wǎng)絡(luò)。因為D2D用戶、小蜂窩用戶和宏蜂窩用戶共享信道資源時會產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾，所以如何有效地進(jìn)行干擾管理、提高頻譜資源利用率是當(dāng)前研究的熱點。