基于功率效率最优化的 D2D 功率控制方法

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2017.07.016

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (7): 113-119.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2017.07.016

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基于功率效率最优化的 D2D 功率控制方法

李勇朝杜思琪张锐梁海涛刘潇蔓

西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室，陕西西安 710071

收稿日期:2016-10-31 修回日期:2017-03-04 出版日期:2017-07-25 发布日期:2017-06-01
通信作者: 李勇朝( 1974-) ，男，教授，博士生导师，主要从事新一代无线通信技术、通信信号处理及空间信息网络研究． E-mail:yzli@mail.xidian.edu.cn
作者简介:李勇朝( 1974-) ，男，教授，博士生导师，主要从事新一代无线通信技术、通信信号处理及空间信息网络研究．
基金资助:
无线信息网络“111”创新引智基地项目( B08038) ; 先进轨道交通重点专项( 2016YFB1200202)

Power Efficiency Optimization-Based D2D Power Control Method

LI Yong-zhao DU Si-qi ZHANG Rui LIANG Hai-tao LIU Xiao-man

State key Laboratory of Integrated Services Networks,Xidian University,Xi’an 710071,Shaanxi,China

Received:2016-10-31 Revised:2017-03-04 Online:2017-07-25 Published:2017-06-01
Contact: 李勇朝( 1974-) ，男，教授，博士生导师，主要从事新一代无线通信技术、通信信号处理及空间信息网络研究． E-mail:yzli@mail.xidian.edu.cn
About author:李勇朝( 1974-) ，男，教授，博士生导师，主要从事新一代无线通信技术、通信信号处理及空间信息网络研究．
Supported by:
Supported by the Fund for Foreign Scholars in University Research and Teaching Programs ( 111 Project) ( B08038)

摘要/Abstract

摘要： LTE-A 网络中的终端直通( Device-to-Device，D2D) 技术能够有效提高资源利用率，然而复用资源引起的同频干扰会制约系统容量的提升．合理的功率控制策略可以有效降低干扰，提高网络整体性能．为了进一步提升该网络中各类用户的功率效率，文中提出一种基于功率效率最优化的功率控制方法．首先根据该网络资源复用的特点，从资源使用的角度提出一种新的功率效率定义方式，进而将功率分配建模为最大化该功率效率的优化问题，并提出了一种变步长增量迭代的求解算法为各类用户分配最佳发射功率．仿真表明，提出的功率控制方法能以较低的功耗获得较高的吞吐量，与现有方案相比，在降低了复杂度的同时使功率效率上升了约 15%，有效减少了同频干扰造成的影响．

关键词: 终端直通, 功率控制, 功率效率, 变步长增量迭代

Abstract: Device-to-device ( D2D) communication underlaying LTE-A cellular networks can increase the utiliza- tion efficiency of cellular resources effectively.However,the co-channel interference caused by cellular resources reuse may degrade the system throughput.An effective power control scheme can effectively suppress the interfer- ence and improve the overall performance.In order to further improve the power efficiency of cellular users,a pow- er control scheme on the basis of power efficiency optimization is presented.Firstly,according to the characteristics of network resources reuse,power efficiency is redefined from the viewpoint of resource usage.Then,power alloca- tion is formulated with the objective of maximizing power efficiency,and a step length-variable incremental iteration algorithm is proposed to derive the optimal power for both cellular and D2D users.Simulation results indicate that the proposed power control scheme helps obtain higher throughput with lower power consumption,outperforms the existing scheme by approximately 15% increment in power efficiency,decreases the computational complexity,and reduces the impact of mutual interference effectively.

Key words: device-to-device communication, power control, power efficiency, step length-variable incremental it- eration

李勇朝杜思琪张锐梁海涛刘潇蔓. 基于功率效率最优化的 D2D 功率控制方法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2017, 45(7): 113-119.

LI Yong-zhao DU Si-qi ZHANG Rui LIANG Hai-tao LIU Xiao-man. Power Efficiency Optimization-Based D2D Power Control Method[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2017, 45(7): 113-119.

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基于功率效率最优化的 D2D 功率控制方法

Power Efficiency Optimization-Based D2D Power Control Method

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