CN103024914A - 终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法 - Google Patents

Abstract

终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法是一种D2D终端在IMT-Advanced系统中与蜂窝用户复用蜂窝系统下行资源的跨层资源分配和调度的方法及算法，考虑的系统模型包括小区内和小区间两种应用场景。在无线蜂窝网络系统中以自组织形式存在的短距离终端直通技术（D2D）用户对与蜂窝网络用户以underlay方式共存并共同使用相同的下行无线资源（包括频道、时隙、功率、空间），针对干扰协调和抑制问题对这些资源的分配和调度展开讨论。在本发明中，分别考虑了小区内和小区间用户场景，找到不同应用场景下的共性特征，并兼顾不同应用场景的个性因素。针对D2D与蜂窝共存系统的特点，克服已有资源分配方案中的不足，提供根据资源的跨层优化分配和调度方法。

Description

终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法

技术领域

本发明是针对终端直通（D2D）技术共享蜂窝系统下行资源场景，提出的联合物理层、链路层以及网络层对频率、时间、空间和功率资源进行联合调度和优化分配的方法。

背景技术

为了克服IMT-Advanced系统中随着无线多媒体业务发展带来的以基站为中心的小区业务提供模式在适应本地业务发展方面的局限性，现引入终端直通（D2D）技术以改善网络结构、增强覆盖、提高系统容量。

蜂窝移动通信系统中引入D2D技术，将形成蜂窝通信和D2D通信共存情况，D2D终端除了作为一种通信模式外，为了扩展覆盖范围，提升系统容量，D2D终端也作为移动中继节点使用。

虽然引入D2D终端可以为传统蜂窝系统带来额外增益，但是也使得干扰更加复杂。现有的干扰协调技术不再适用。如何设计有效的干扰协调和资源分配方案及算法，保证传统蜂窝系统引入D2D终端后的系统可靠性和性能，提升系统容量并改善网络覆盖，便成为D2D领域研究的热点。

基于以上背景，本发明提出D2D终端在IMT-Advanced系统中与蜂窝用户共享下行资源的跨层资源分配和调度方法及算法，在有效进行干扰协调和抑制的前提下，提高系统下行资源的利用率和系统的覆盖范围。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法，该方法是一种D2D终端在IMT-Advanced系统中与蜂窝用户复用蜂窝系统下行资源的跨层资源分配和调度的方法及算法，考虑的系统模型包括小区内和小区间两种应用场景。在无线蜂窝网络系统中以自组织形式存在的短距离终端直通技术（D2D）用户对与蜂窝网络用户以underlay方式共存并共同使用相同的下行无线资源（包括频道、时隙、功率、空间），针对干扰协调和抑制问题对这些资源的分配和

调度展开讨论。

在本发明中，分别考虑了小区内和小区间用户场景，找到不同应用场景下的共性特征，并兼顾不同应用场景的个性因素。针对D2D与蜂窝共存系统的特点，克服已有资源分配方案中的不足，提供根据资源的跨层优化分配和调度方法。

技术方案：本发明考虑的系统模型包括两种场景，即，场景A：小区内D2D通信与蜂窝用户复用下行资源场景和场景B：小区间D2D通信与蜂窝用户复用下行资源场景。相关建模和设计方案讨论以最大化接近工程应用需求为标准，体现成果的实用价值和普适性。

首先，这里定义的术语定义如下：

BS：基站

D2D：端到端

CU1：蜂窝用户

DUE1：单个D2D通信对的发送端

DUE2：单个D2D通信对的接收端

SINR：信干燥比

LA：链路自适应

CM：编码调制方式

M：在D2D链路层备选的CM方案数目

：D2D通信对中的发送端与接收端两者的距离

：基站（BS或eNB）到蜂窝用户CU1的距离

：基站到DUE2的距离

：D2D通信的发送端DEU1到达蜂窝用户CU1的距离

：D2D发送端到达CU1无线信道的衰落系数

：BS与DUE2之间的无线信道衰落系数

：DUE1与DUE2通信的无线信道衰落系数

P_BS：基站对CU1的发送功率

P_D：DUE1的发送功率

N₀：加性白高斯噪声功率

α：路径损耗因子

：小区间单个D2D通信对接收端处的信干燥比

：BS对DUE2的干扰

：存在多个D2D终端时，在CU1处产生的累积干扰

N_D:复用同一个下行资源的D2D发送端的数目

O_D,i：第i个D2D发送端的发送功率

：第i个D2D发送端到CU1的距离

：D2D接收端接收D2D通信信号的SINR值

：D2D接收端能够正确接收D2D通信信号的SINR的门限值

：第j中编码调试方式对应的SINR门限值

：CU1正确检测出BS发送来的信号的SINR门限值

：CU1检测出的BS发送来的信号的SINR值

：多个D2D通信对场景下BS与第i个D2D接收端之间无线通信信道的衰落因子

：多个D2D通信对场景下第i个D2D对之间无线通信信道的衰落因子

：多个D2D通信对场景下第i个D2D发送端与CU1之间无线通信信道的衰落因子

：多个D2D通信对场景下第i个D2D对之间无线通信距离

：多个D2D通信对场景下BS到达第i个D2D接收端的距离

：多个D2D通信对场景下第i个D2D发送端采用第j个CM方式时对应的SINR门限值

：构成累积干扰的D2D用户端中删除使累积干扰变小的那个D2D用户通信对

：在删除一个或者若干个i′后剩下的D2D通信对的个数

：本小区基站到达邻小区D2D接收端的无线通信信道衰落系数

：邻小区D2D通信对之间无线通信信道衰落系数

：BS到本小区蜂窝用户CU1的无线通信信道衰落系数

：邻小区D2D发送端到达CU1的无线通信信道衰落系数

：BS到达CU1的无线信道的衰落系数

：本小区基站到达邻小区D2D接收端的距离

：邻小区D2D通信对之间的距离

：本小区BS到达蜂窝用户CU1的距离

：邻小区D2D发送端到达本小区CU1的距离

P_DA：邻小区D2D发送端的发送功率

：邻小区D2D接收端采用第j个CM方式时能够正确接收D2D通信

信号的SINR的门限值

argmin:寻找使目标函数取得最小的那个值

场景A：当D2D通信复用小区内蜂窝系统的下行资源时，D2D发送端会对蜂窝用户（CU1）的接收造成干扰，同时基站的下行广播会对D2D的接收造成干扰。假设D2D通信对中的发送端为DUE1，接收端为DUE2，两者的距离为

DUE1发送信号至DUE2。基站（BS或eNB）到蜂窝用户CU1的距离为

BS发送信号至CU1。DUE1到CU1的距离为

BS到达DUE2的距离为

D2D发送端到CU1的无线信道衰落系数为

BS与DUE2之间的无线信道衰落系数为

P_BS为基站向CU1发送信号的发送功率，DUE1与DUE2通信的无线信道衰落系数为

P_D为DUE1的发送功率，N₀为加性白高斯噪声功率，α为路径损耗因子。

此时，在DUE2处的信干燥比（SINR）为

${\mathrm{\γ}}_{D_R}=\frac{{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2{P}_D{d}_{D_{T}2D_R}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{P}_{\mathrm{BS}}{d}_{\mathrm{BS}2}^{-\mathrm{\α}}+N_0}$ \*MERGEFORMAT(1)

其中，BS对DUE2的干扰为

$I_{\mathrm{BS}{D}_R}={\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{P}_{\mathrm{BS}}{d}_{\mathrm{BS}2D_R}^{-\mathrm{\α}}$ \*MERGEFORMAT(2)

由此可见，干扰决定于基站的发送功率以及D2D接收端与BS的距离两个主要参数。同时，在该场景下还存在D2D用户发送端DUE1对CU1的干扰。如果存在多个D2D终端，在CU1处会产生累积干扰，其干扰表达式为

$I_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}=\underset{i=1}{\overset{N_D}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_{D_{T,i}{2\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{P}_{D_{T,i}}{d}_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}$ \*MERGEFORMAT(3)

其中，N_D为复用同一个下行资源的D2D发送端的数目，N_D=1表示只存在一对D2D通信对的场景。P_D,，i为第i个D2D发送端的发送功率，

为第i个D2D发送端到CU1的距离。产生的干扰取决于D2D发送端功率、D2D发送端到CU1距离、D2D发送端数目以及累积干扰特性四个主要参数。

干扰决定了D2D接收端和CU1接收信号的SINR特性，跨层设计方案的思想就是根据CU1处和D2D接收端的SINR特性在物理层、链路层和网络层之间对频率、功率、时间、空间资源进行联合调度和优化分配。首先，D2D接收端能够正确接收D2D通信信号的SINR值必须满足以下条件

${\mathrm{\γ}}_{D_{T}2D_R}\≥{\mathrm{\γ}}_{D_{T}2D_R\mathrm{th}}$ \*MERGEFORMAT(4)

式中，表示D2D接收端能够正确接收D2D通信信号的SINR的门限值。当

时通信会发生中断。从链路自适应（LA）的角度而言，不同的编码调试方式（CM）对应不同的门限值，即第j中CM方式对应的门限值为

同样地，在CU1端想成功地从众多接收信号中正确检测出BS发送来的信号，也存在以下的关系式

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\≥{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}{2\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}$ \*MERGEFORMAT(5)

式中

表示CU1正确检测出BS发送来的信号的SINR门限值。

由以上的分析可以得到下面的关系式

$\left\{\begin{array}{c}\frac{P_D{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2{d}_{D_{T}2D_R}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}{2D}_R}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{BS}}+N_0}\≥{\mathrm{\γ}}_{D_{T}2D_R\mathrm{th},j}\\ \frac{P_{\mathrm{BS}}{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_T{2\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{P}_D+N_0}\≥{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}\end{array}\right.$ \*MERGEFORMAT(6)

上式可以近似为

$\left\{\begin{array}{c}\frac{P_D{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2{d}_{D_{T}2D_R}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}{2D}_R}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{BS}}}\≥{\mathrm{\γ}}_{D_{T}2D_R\mathrm{th},j}\\ \frac{P_{\mathrm{BS}}{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_T{2\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{P}_D}\≥{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}\end{array}\right.$ \*MERGEFORMAT(7)

由此联合求解可以得到以下关系式

$d_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2D_R}^{-\mathrm{\α}}\≤\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{\left|h_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2}\·\frac{d_{D_{T}2D_R}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\mathrm{\γ}}_{D_T-D_R\mathrm{th},j}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}$ \*MERGEFORMAT(8)

功率关系表示式为

$\frac{d_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}{d_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2}\≤\frac{P_{\mathrm{BS}}}{P_D}\≤\frac{d_{D_{T}2D_R}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2}{d_{\mathrm{BS}2D_R}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{\mathrm{\γ}}_{D_{T}2D_R\mathrm{th},j}}$ \*MERGEFORMAT(9)

存在多个D2D通信对的情况下，存在多个D2D对CU1的累积接收干扰以及来自

BS对D2D接收端的干扰，此时需要满足

$\left\{\begin{array}{c}\frac{P_{\mathrm{BS}}{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{\underset{i=1}{\overset{N_D}{\mathrm{\Σ}}}{\left|h_{D_{T,j}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_{T,j}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{P}_{D,i}}\≥{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}\\ \frac{P_{D,1}{\left|h_{D_{T,1}2D_{R,1}}\right|}^2{d}_{D_{T,1}2D_{R,1}}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,1}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{R,1}}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{BS}}}\≥{\mathrm{\γ}}_{D_{T,1}2D_{R,1}\mathrm{th},j_1}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \frac{P_{D,N_D}{\left|h_{D_{T,N_D}2D_{R,N_D}}\right|}^2{d}_{D_{T,N_D}2D_{R,N_D}}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,N_D}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{R,N_D}}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{BS}}}\≥{\mathrm{\γ}}_{D_{T,N_D}2D_{R,N_D}\mathrm{th},j_{N_D}}\end{array}\right.$ \*MERGEFORMAT(10)

其中，P_D,i， $h_{\mathrm{BS}2D_{R,i}},h_{D_{T,i}2D_{R,i}},h_{D_T,i2{\mathrm{CU}}_1},d_{D_{T,i}2D_{R,j}},{\mathrm{\γ}}_{D_{T,i}2D_{R,i}\mathrm{th},j_i},$ i=1,…,N_D分别表示第i个D2D发送端的发送功率，第i个D2D接收端与BS之间无线通信信道的衰落因子，第i个D2D对之间无线通信信道的衰落因子，第i个D2D发送端与CU1之间无线通信信道的衰落因子，第i个D2D对之间无线通信距离，第i个D2D发送端采用第j个CM方式时对应的SINR门限值。

由公式（10）可以得到

$\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}\≥\underset{i=1}{\overset{N_D}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|h_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}{d}_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{T,i}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{D_{T,i}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}}{\mathrm{\γ}}_{D_{T,i}2D_{R,i}\mathrm{th},j_i}$ \*MERGEFORMAT(11)

不等式右边项的值越小越好，因此当出现累积干扰的情况，为满足公式（11）的条件，需要在构成累积干扰的D2D用户端中删除使累积干扰最小的D2D用户通信对

即

$i^{\′}=\underset{i^{\′}}{\arg \min }\underset{i=1,i\≠i^{\′}}{\overset{N_D^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|h_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}{d}_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{T,i}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{D_{T,i}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}}{\mathrm{\γ}}_{D_{T,i}2D_{R,i}\mathrm{th},j_i}$ \*MERGEFORMAT(12)

如果删除一对D2D通信对仍然不能使公式（11）满足，则根据（12）的原则需要删除若干个D2D通信对，在删除一个或者若干个

后剩下的D2D通信对的个数为此时第i个D2D对发送端的功率关系满足

$\frac{P_{\mathrm{BS}}}{P_{D,i}}\≥\frac{{\left|h_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}-\underset{l=1,l\≠i}{\overset{N_D^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,l}}\right|}^2}{{\left|h_{D_{T,l}2D_{R,l}}\right|}^2{d}_{D_{T,l}2D_{R,l}}^{-\mathrm{\α}}}{\mathrm{\γ}}_{D_{T,l}2D_{R,l}\mathrm{th},j_l}}$ \*MERGEFORMAT(13)

因此，针对单个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方案如下：

首先，在物理层BS通过公共控制信道的信号信息可以获得关于CU和D2D终端的位置信息，

在此假设通过信号估计算法可以得到信道衰落系数

是理想的，D2D终端可以通过公共控制信道的广播消息得到以上的物理层参数。假设D2D端在链路层一共有j=1,…,M种CM方式，此时D2D发送端将链路层不同的CM方案对应的

值通过公共控制信道发送给基站。基站将这样的信息传给CU1，CU1根据获得的参数对公式（11）进行计算和判决，如果物理层的距离和衰落参数以及链路层的SINR门限参数满足公式（11）的不等式条件，说明多个D2D对CU1的累积接收干扰以及来自BS对D2D接收端的干扰均在可控范围内，D2D发送端采用满足公式（11）所对应的j的CM方式进行通信，并且D2D的功率控制在公式（13）的范围内。如果有多个j都能够使公式（11）的条件满足，则选择频谱利用率高的CM方式进行通信。如果物理层的距离和衰落参数以及链路层的SINR门限参数不能满足公式（11）的不等式条件，说明多个D2D对CU1的累积接收干扰以及来自BS对D2D接收端的干扰不在可控范围内，此时，应该考虑为D2D终端重新选择可复用的下行链路频率。

针对多个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方案如下：

首先，在物理层BS通过公共控制信道的信号信息获得关于CU和不同位置复用相同上行资源的多个D2D终端的位置信息以及信道衰落因子参数信息，同样假设所获得的信道衰落因子值是理想。在CU1处，CU1根据所获得的信息计算多个D2D发送端在BS处产生的累积干扰是否在公式（11）所定义的范围内。如果公式（11）的条件满足，说明累积干扰产生的影响在可控范围内，多个D2D通信对复用相同下行资源是可行的，复用不会对蜂窝用户和D2D通信的性能带来影响。如果公式（11）的条件不满足，说明累积干扰对蜂窝用户的下行通信产生了干扰，需要有进一步的干扰协调和抑制措施，此时在多个D2D发送端中进行遴选，选择在删除或者终止某个D2D通信对复用该下行资源时，能够使得累积干扰的影响满足公式（11），并且使得公式（11）右边和最小。如果在删除一对D2D通信对的情况下仍然不能使公式（11）的条件满足，则考虑选择删除两个以上D2D通信对直至公式（11）的条件满足。之后，将结果通知相应D2D终端，并根据单个D2D对通信场景的功率条件(13)进行功率分配。

场景B：D2D通信对分布在相邻小区与本小区相邻的边缘地区，在这种场景下，由于D2D通信属于短距离低功率通信，本小区BS下行广播的功率很可能到达邻小区D2D的接收端并对其产生干扰，所以要考虑的干扰主要包括处在本小区边缘的蜂窝用户与邻小区D2D终端复用本小区下行资源时本小区BS对邻小区D2D接收端产生的干扰以及邻小区D2D发送端对本小区蜂窝用户接收的干扰，即

$\left\{\begin{array}{c}\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{BS}}}{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{DA}}}\≥{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}\\ \frac{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{DA}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_R}^{-\mathrm{\α}}{P}_{\mathrm{BS}}}\≥{\mathrm{\γ}}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}\mathrm{th},j}\end{array}\right.$ \*MERGEFORMAT(14)

其中，

表示本小区BS到达邻小区D2D接收端的无线通信信道衰落系数，

表示本小区BS到达邻小区D2D接收端的距离。

表示邻小区D2D发送端到达本小区蜂窝用户CU1的无线通信信道衰落系数，

表示邻小区D2D发送端到达本小区蜂窝用户CU1的距离。P_DA表示邻小区D2D发送端的发送功率，表示邻小区D2D接收端采用第j个CM方式时能够正确接收D2D通信信号的SINR的门限值。由此得到的距离关系式为

$d_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}\≤\frac{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{\left|h_{\mathrm{BS}2C{U}_1}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\mathrm{\γ}}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}\mathrm{th},j}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}$ \*MERGEFORMAT(15)

功率关系表达式为

$\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}\≤\frac{P_{\mathrm{DA}}}{P_{\mathrm{BS}}}\≤\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}{\mathrm{\γ}}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}\mathrm{th},j}}{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}}$ \*MERGEFORMAT(16)

因此，针对小区间单个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方案如下：

首先，在本小区，BS通过公共控制信道的信号信息可以获得关于CU和D2D终端的位置信息，

在此假设通过信号估计算法可以得到信道衰落系数

是理想的，D2D接收端可以通过公共控制信道的广播消息得到以上的物理层参数。同样假设邻小区D2D端在链路层一共有j=1,…,M种CM方式，此时D2D发送端将链路层不同的CM方案对应的

值通过公共控制信道发送给基站。D2D接收端根据获得的参数对公式（15）进行计算和判决，如果物理层的距离和衰落参数以及链路层的SINR门限参数满足公式（16）的不等式条件，说明BS对DUEA2的干扰以及DUEA1对CU1的干扰均在可控范围内，D2D发送端采用满足公式（15）所对应的j的CM方式进行通信，并且D2D的功率控制在公式（16）的范围内。如果有多个j都能够使公式（15）的条件满足，则选择频谱利用率高的CM方式进行通信。如果物理层的距离和衰落参数以及链路层的SINR门限参数不能满足公式（16）的不等式条件，说明BS对DUEA2的干扰以及DUEA1对CU1的干扰不在可控范围内，此时，应该考虑为D2D终端重新选择可复用的下行链路频率。

有益效果：充分提高引入D2D直通技术的共存系统的资源利用率和有效性，最大限速地开发资源的复用增益，增加系统容量，增加业务类型，保障服务质量。从新的资源分配视角在有限的资源条件下开发更多的资源复用的机会，尤其是对频谱资源的再次开发和利用。

联合物理层、链路层以及网络层对频率、时间、空间和功率资源进行联合调度和优化分配的方法，发明小区内及小区间单链路和多链路D2D在复用下行资源场景下的资源分配方案。

将基站和D2D用户端的性能进行联合优化的发明方案，兼顾全局和局部的性能，蜂窝系统和D2D子系统的服务质量，保证共存系统获得D2D技术带来的额外增益。

附图说明

图1是本发明所依据的小区内D2D用户复用下行资源的系统框图；

图2是本发明所依据的小区间D2D用户复用下行资源的系统框图；

图3是本发明提出的小区内单个D2D通信对复用下行资源的跨层资源分配流程图；

图4是本发明提出的小区内多个D2D通信对复用下行资源的跨层资源分配流程图；

图5是本发明提出的小区间单个D2D通信对复用下行资源的跨层资源分配流程图；

具体实施方式

本发明考虑两种系统模型，即，场景A：小区内D2D通信与蜂窝用户复用下行资源场景和场景B：小区间D2D通信与蜂窝用户复用下行资源场景。围绕不同应用场景中的资源分配问题。

围绕图1的单用户场景，参照图3，针对小区内单个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方案具体实施方式为：

在该场景中主要存在BS对D2D接收端的干扰以及D2D发送端对CU1的干扰，两种干扰形式。为了对这两种干扰进行控制，并兼顾CU1和D2D用户的性能，资源分配的方案如下：

步骤302：在BS端首先通过公共控制信道获得关于蜂窝用户CU1和D2D发送及接收端的位置信息。

步骤304：在D2D通信的接收端获得基站的广播信息。

步骤308：D2D接收端通过公共控制信道获得D2D相对于BS的位置信息，并根据广播信息中获得同频用户CU1的位置和信道信息，估算得到D2D接收端到BS的无线传输信道的衰落因子的估计值，在此假设得到的值是理想的，无误差的。

步骤310：D2D接收端得到以上信息后，计算公式（8）。

步骤312：通过计算判断公式（8）的不等式条件是否成立。

步骤314：如果公式（8）的条件成立，接下来判断使公式（8）成立的SINR门限值对应的CM方式是否唯一，在D2D发送端的链路层有M种备选的CM方案，D2D发送端将这M种CM方案对应的计算结果依次进行比较。

步骤316：如果唯一，则D2D接收端反馈通知D2D发送端采用使公式（8）成立的SINR门限值对应的CM方式进行通信，同时采用满足公式（9）的功率条件设置D2D的发送功率。

步骤318：如果值不唯一，则D2D接收端反馈通知D2D发送端采用使公式（8）成立的SINR门限值对应的使得D2D的频带利用率最高的CM方式进行通信，并采用满足公式（9）的功率条件设置D2D的发送功率。

步骤320：如果D2D接收端判断公式（8）的条件不成立，则通知D2D发送端选用其它下行资源进行复用。

步骤322：至此，跨层资源分配算法流程结束。

围绕图1的多用户场景，参照图4，针对小区内多个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方案具体实施方式为：

在该场景中主要存在多个D2D发送端对CU1的累积干扰以及BS对单个D2D接收端干扰两种干扰形式。为了对这两种干扰进行控制，并兼顾CU1和多个D2D用户的性能，资源分配的方案如下：

步骤402：在BS端首先通过公共控制信道获得关于蜂窝用户CU1和多个D2D发送及接收端的位置信息。

步骤404：在CU1接收端通过信号估计算法得到由多个D2D发送端引起的累积干扰，在此假设对无线传输信道的衰落因子的估计是理想的，无误差的。

步骤410：在每个D2D发送端的链路层有M种备选的CM方案，单个D2D发送端将这M种CM方案对应的SINR值通过公共控制信道传给BS，由BS传给CU1，CU1根据M个D2D的SINR分别计算累积干扰，计算公式（11）。

步骤414：判断公式（11）的不等式条件是否成立。

步骤416：如果公式（11）的条件成立，说明累积干扰不会对CU1的正确接收带来干扰，接下来判断使公式（11）成立的每个D2D所提供的SINR门限值对应的CM方式是否唯一。

步骤418：如果唯一，则CU1通过BS通知每个D2D发送端采用使公式（11）成立的SINR门限值对应的CM方式进行通信，同时采用满足公式（13）的功率条件设置每个D2D的发送功率。

步骤420：如果值不唯一，则CU1通过BS通知每个D2D发送端采用使公式（11）成立的SINR门限值对应的使得D2D的频带利用率最高的CM方式进行通信，并采用满足公式（13）的功率条件设置D2D的发送功率。

步骤422：如果BS判断公式（11）的条件不成立，说明累积干扰对CU1正确接收带来干扰，BS需要通过重新分配资源方式协调干扰，此时BS通过查找方式删除使得公式（12）满足的D2D发送端减少累积干扰的影响。

步骤424：如果只删除一个D2D发送端就能够使公式（12）满足，则BS通知相应的D2D发送端选用其它下行资源进行复用。如果需要删除若干个D2D发送端，则BS通知相应的每个D2D发送端选用其它上行资源进行复用。

步骤426：至此，跨层资源分配算法流程结束。

围绕图2的场景，参照图5，针对小区间单个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方案具体实施方式为：

在该场景中主要存在邻小区复用相同资源的D2D发送端对本小区CU1的干扰以及本小区BS对邻小区D2D接收端的干扰。为了对这种干扰进行控制，并兼顾CU1和邻小区D2D用户的性能，资源分配的方案如下：

步骤502：在BS端首先通过公共控制信道获得关于本小区蜂窝用户CU1和邻小区D2D发送和接收端的位置信息。

步骤504：在邻小区D2D接收端通过信号估计算法得到关于本小区BS以及CU1的位置信息并估计相应的无线传输信道的衰落因子值，在此假设得到的值是理想的，无误差的。

步骤510：在邻小区D2D发送端的链路层有M种备选的CM方案，D2D发送端将这M种CM方案对应的SINR值通过公共控制信道传给BS。并根据公式（15）分别计算相应的值。

步骤514：通过计算判断公式（15）的不等式条件是否成立。

步骤516：如果公式（15）的条件成立，接下来判断使公式（15）成立的SINR门限值对应的CM方式是否唯一。

步骤518：如果唯一，则邻小区D2D发送端采用使公式（15）成立的SINR门限值对应的CM方式进行通信，同时采用满足公式（16）的功率条件设置D2D的发送功率。

步骤520：如果值不唯一，则邻小区D2D发送端采用使公式（15）成立的SINR门限值对应的使得D2D的频带利用率最高的CM方式进行通信，并采用满足公式（16）的功率条件设置D2D的发送功率。

步骤522：如果判断公式（15）的条件不成立，则邻小区D2D发送端选用其它上行资源进行复用。

步骤524：至此，跨层资源分配算法流程结束。

Claims (3)

1.一种终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法，其特征在于通过链路

自适应的手段对资源进行跨层的资源分配，对小区内或小区间D2D通信对与蜂窝用户共存的场景进行跨层设计，

小区内单个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方法为：

步骤一：在基站BS端首先通过公共控制信道获得关于任一蜂窝用户CU1和端到端直通用户D2D发送及接收端的位置信息，

步骤二：在D2D通信的接收端获得基站的广播信息，

步骤三：D2D接收端通过公共控制信道获得D2D相对于BS的位置信息，并根据广播信息中获得同频用户CU1的位置和信道信息，估算得到D2D接收端到BS的无线传输信道的衰落因子的估计值，在此假设得到的值是理想的，无误差的，

步骤四：D2D接收端得到以上信息后，计算公式

$d_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2D_R}^{-\mathrm{\α}}\≤\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{\left|h_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2}\·\frac{d_{D_{T}2D_R}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\mathrm{\γ}}_{D_T-D_R\mathrm{th},j}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}---\left(1\right)$

其中，α表示路径损耗因子，

表示D2D通信的发送端DUE1到达蜂窝用户CU1的距离，

表示基站到达D2D通信的接收端DUE2的距离，

表示基站BS与DUE2之间的无线信道衰落系数，

表示BS到达CU1的无线信道的衰落系数，

：D2D发送端到CU1无线信道的衰落系数，

表示DUE1与DUE2通信的无线信道衰落系数，

表示D2D通信对中的发送端与接收端两者的距离，

表示基站BS到达蜂窝用户CU1的距离，

表示在M种D2D链路层备选的编码调制（CM）方案中第j中编码调试方式对应的SINR门限值，

表示CU1正确检测出BS发送来的信号的SINR门限值，

步骤五：通过计算判断公式（1）的不等式条件是否成立，

步骤六：如果公式（1）的条件成立，接下来判断使公式（1）成立的SINR门限值对应的CM方式是否唯一，在D2D发送端的链路层有M种备选的CM方案，D2D发送端将这M种CM方案对应的计算结果依次进行比较，

步骤七：如果唯一，则D2D接收端反馈通知D2D发送端采用使公式（1）成立的SINR门限值对应的CM方式进行通信，同时采用满足功率公式的功率条件设置D2D的发送功率，功率公式为

$\frac{d_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{D_{T}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}{d_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2}\≤\frac{P_{\mathrm{BS}}}{P_D}\≤\frac{d_{D_{T}2D_R}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{D_{T}2D_R}\right|}^2}{d_{\mathrm{BS}2D_R}^{-\mathrm{\α}}{\left|h_{\mathrm{BS}2D_R}\right|}^2{\mathrm{\γ}}_{D_{T}2D_R\mathrm{th},j}}---\left(2\right)$

其中，P_BS表示基站向CU1发送信息的发送功率，P_D表示D2D发送端DUE1的发送功率，

步骤八：如果不唯一，则D2D接收端反馈通知D2D发送端采用使公式（1）成立的SINR门限值对应的使得D2D的频带利用率最高的CM方式进行通信，并采用满足公式（2）的功率条件设置D2D的发送功率，

步骤九：如果D2D接收端判断公式（1）的条件不成立，则通知D2D发送端选用其它下行资源进行复用，

步骤十：至此，跨层资源分配算法流程结束。

2.一种终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法，其特征在于对小区内多个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方法为：

步骤一：在BS端首先通过公共控制信道获得关于蜂窝用户CU1和多个D2D发送及接收端的位置信息，

步骤二：在CU1接收端通过信号估计算法得到由多个D2D发送端引起的累积干扰，在此假设对无线传输信道的衰落因子的估计是理想的，无误差的，

步骤三：在每个D2D发送端的链路层有M种备选的CM方案，单个D2D发送端将这M种CM方案对应的SINR值通过公共控制信道传给BS，由BS传给CU1，CU1根据M个D2D的SINR分别计算累积干扰，计算公式（3）

$\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}\≥\underset{i=1}{\overset{N_D}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|h_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}{d}_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{T,i}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{D_{T,i}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}}{\mathrm{\γ}}_{D_{T,i}2D_{R,i}\mathrm{th},j_i}---\left(3\right)$

其中，

表示多个D2D通信对场景下第i个D2D发送端与CU1之间无线通信信道的衰落因子，

表示多个D2D通信对场景下BS与第i个D2D接收端之间无线通信信道的衰落因子，表示多个D2D通信对场景下第i个D2D对之间无线通信信道的衰落因子，

表示BS到达第i个D2D接收端的距离，

表示第i个D2D发送端到CU1的距离，

表示第i个D2D发送端到第i个接收端的距离，N_D表示复用同一个下行资源的D2D发送端的数目，表示多个D2D通信对场景下第i个D2D发送端采用第j个CM方式时对应的SINR门限值，

步骤四：判断公式（3）的不等式条件是否成立，

步骤五：如果公式（3）的条件成立，说明累积干扰不会对CU1的正确接收带来干扰，接下来判断使公式（3）成立的每个D2D所提供的SINR门限值对应的CM方式是否唯一，

步骤六：如果唯一，则CU1通过BS通知每个D2D发送端采用使公式（3）成立的SINR门限值对应的CM方式进行通信，同时采用满足公式（4）的功率条件设置每个D2D的发送功率，

$\frac{P_{\mathrm{BS}}}{P_{D,i}}\≥\frac{{\left|h_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}-\underset{l=1,l\≠i}{\overset{N_D^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,l}}\right|}^2}{{\left|h_{D_{T,l}2D_{R,l}}\right|}^2{d}_{D_{T,l}2D_{R,l}}^{-\mathrm{\α}}}{\mathrm{\γ}}_{D_{T,l}2D_{R,l}\mathrm{th},j_l}}---\left(4\right)$

其中，P_D,i表示第i个D2D发送端的发送功率，l表示删除使累积干扰变小的那个D2D用户通信对后剩余的任意D2D用户，

表示在删除一个或者若干个

后剩下的D2D通信对的个数，

表示多个D2D通信对场景下BS与第l个D2D接收端之间无线通信信道的衰落因子，

表示多个D2D通信对场景下第l个D2D对之间无线通信信道的衰落因子，

表示BS到达第l个D2D接收端的距离，

表示第l个D2D通信对之间的距离，

表示多个D2D通信对场景下第l个D2D发送端采用第j个CM方式时对应的SINR门限值，

步骤七：如果值不唯一，则CU1通过BS通知每个D2D发送端采用使公式（3）成立的SINR门限值对应的使得D2D的频带利用率最高的CM方式进行通信，并采用满足公式（4）的功率条件设置D2D的发送功率，

步骤八：如果BS判断公式（3）的条件不成立，说明累积干扰对CU1正确接收带来干扰，BS需要通过重新分配资源方式协调干扰，此时BS通过查找方式删除使得公式（5）满足的D2D发送端

减少累积干扰的影响，

$i^{\′}=\underset{i^{\′}}{\arg \min }\underset{i=1,i\≠i^{\′}}{\overset{N_D^{\′}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|h_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}{d}_{D_{T,i}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{T,i}2D_{R,i}}\right|}^2{d}_{D_{T,i}2D_{R,i}}^{-\mathrm{\α}}}{\mathrm{\γ}}_{D_{T,i}2D_{R,i}\mathrm{th},j_i}---\left(5\right)$

其中，

表示构成累积干扰的D2D用户端中删除使累积干扰变小的那个D2D用户通信对，argmin表示寻找使目标函数取得最小的那个值，

步骤九：如果只删除一个D2D发送端就能够使公式（5）满足，则BS通知相应的D2D发送端选用其它下行资源进行复用。如果需要删除若干个D2D发送端，则BS通知相应的每个D2D发送端选用其它上行资源进行复用，

步骤十：至此，跨层资源分配算法流程结束。

3.一种终端直通技术共享系统下行资源的跨层设计方法，其特征在于对小区间单个D2D通信对与蜂窝用户共存的场景，其跨层设计方法为：

步骤一：在BS端首先通过公共控制信道获得关于本小区蜂窝用户CU1和邻小区D2D发送和接收端的位置信息，

步骤二：在邻小区D2D接收端通过信号估计算法得到关于本小区BS以及CU1的位置信息并估计相应的无线传输信道的衰落因子值，在此假设得到的值是理想的，无误差的，

步骤三：在邻小区D2D发送端的链路层有M种备选的CM方案，D2D发送端将这M种CM方案对应的SINR值通过公共控制信道传给BS。并根据公式（6）分别计算相应的值，

$d_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}\≤\frac{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{\left|h_{\mathrm{BS}2C{U}_1}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{\mathrm{\γ}}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}\mathrm{th},j}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}---\left(6\right)$

其中，

表示邻小区D2D发送端到达本小区CU1的距离，

表示邻小区D2D发送端到达CU1的无线通信信道衰落系数，

表示本小区基站到达邻小区D2D接收端的距离，

表示邻小区D2D通信对之间无线通信信道衰落系数，表示本小区基站到达邻小区D2D接收端的无线通信信道衰落系数，

表示BS到本小区蜂窝用户CU1的无线通信信道衰落系数，表示邻小区D2D通信对之间的距离，

表示本小区BS到达蜂窝用户CU1的距离，

表示邻小区D2D接收端采用第j个CM方式时能够正确接收D2D通信信号的SINR的门限值，

步骤四：通过计算判断公式（6）的不等式条件是否成立，

步骤五：如果公式（6）的条件成立，接下来判断使公式（6）成立的SINR门限值对应的CM方式是否唯一，

步骤六：如果唯一，则邻小区D2D发送端采用使公式（6）成立的SINR门限值对应的CM方式进行通信，同时采用满足公式（7）的功率条件设置D2D的发送功率。

$\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}}{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2{\mathrm{CU}}_1}^{-\mathrm{\α}}{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{BS}2{\mathrm{CU}}_1\mathrm{th}}}\≤\frac{P_{\mathrm{DA}}}{P_{\mathrm{BS}}}\≤\frac{{\left|h_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{d}_{\mathrm{BS}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}{\mathrm{\γ}}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}\mathrm{th},j}}{{\left|h_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}\right|}^2{d}_{D_{\mathrm{TA}}2D_{\mathrm{RA}}}^{-\mathrm{\α}}}---\left(7\right)$

其中，P_D A表示邻小区D2D发送端的发送功率，

步骤七：如果值不唯一，则邻小区D2D发送端采用使公式（6）成立的SINR门限值对应的使得D2D的频带利用率最高的CM方式进行通信，并采用满足公式（7）的功率条件设置D2D的发送功率，

步骤八：如果判断公式（6）的条件不成立，则邻小区D2D发送端选用其它上行资源进行复用，

步骤九：至此，跨层资源分配算法流程结束。

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