CN103260232A - Lte-a系统下d2d通信模糊参数功率控制方法 - Google Patents

Abstract

LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，涉及一种通信模糊参数功率控制方法。是为了在LTE-A系统下实现D2D通信模糊参数功率控制。其方法为：一、确定蜂窝通信用户通信的门限值SINR_th；二、模糊参数控制原始输入信号产生；三、对模糊参数控制原始输入信号加权；四、模糊推理及模糊控制；五、蜂窝网络下D2D用户的发射功率的调整；六、基站计算蜂窝通信用户实时的SINR值。本发明适用于LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制。

Description

LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法

技术领域

本发明涉及一种通信模糊参数功率控制方法。

背景技术

随着移动通信的高速发展，蜂窝网络的用户数目急剧增长，在频谱资源非常紧张的今天，提高频谱利用率成为移动通信领域的研究热点。相关研究已经表明，在蜂窝系统性中采用终端直通(Device to Device，D2D)通信技术可以极大的提高蜂窝系统的频谱利用率，提高蜂窝小区的系统容量。在蜂窝系统的采用D2D通信，其频谱使用分为：使用与蜂窝通信用户频谱正交的频谱资源(D2D正交资源模式)；复用蜂窝通信用户正在使用的频谱资源(D2D通信复用资源模式)。若采用D2D正交频谱模式，蜂窝通信与D2D通信使用相互正交的资源，之间的干扰与正常的蜂窝通信用户之间的干扰相同，已经对其进行了较深入的研究，但是相对频谱资源并没有提高；若采用D2D复用资源模式，D2D通信用户复用蜂窝用户正在使用的频谱资源，这样就可以大大的提高频谱的利用率，但是他们之间的干扰较为复杂，也是目前在LTE-A系统中实现D2D通信亟待解决的一个关键问题。

对于蜂窝系统的干扰的回避，功率控制是一个必须采取的措施。功率控制对于蜂窝系统的干扰回避，是一种优化技术，其目的是使蜂窝系统的每个通信用户满足自身通信质量的前提下，尽可能的降低其发射功率，避免对小区内或小区外的蜂窝通信用户造成干扰。在含有D2D通信的蜂窝系统中(D2D复用资源模式)采用功率控制的原则是，在满足使用相同时频资源的蜂窝通信用户的通信质量的最低门限的前提下，最大化D2D通信用户的发射功率，增大其自身的信干噪比，但是D2D通信的发射功率有规定上限。

模糊控制是以模糊集合理论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种智能控制方法，它是从行为上模仿人的模糊推理和决策过程的一种智能控制方法。该方法首先将操作人员或专家经验编成模糊规则，然后将反馈回来的实时信号模糊化，将模糊化后的信号作为模糊规则的输入，完成模糊推理，将推理后得到的输出量加到执行器上。它是处理推理系统和控制系统中不精确和不确定性的一种有效方法。

发明内容

本发明是为了在LTE-A系统下实现D2D通信模糊参数功率控制，从而提供一种LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法。

LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，它由以下步骤实现：

步骤一、根据LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL确定门限值SINR_th；

步骤二、根据公式：

e(k)＝SINR_f-SINR_th

获得误差信号e(k)；k是迭代数据的次数，k为大于1的整数；

式中：SINR_f为反馈回来第k-1次的SINR值；

并根据公式：

Δe(k)＝[e(k)-e(k-1)]

获得误差信号变化率Δe(k)；

步骤三、在权重值k₁下对误差信号e(k)进行加权，获得第一路模糊参数控制原始输入信号；

在权重值k₂下对误差信号变化率Δe(k)进行加权，获得第二路模糊参数控制原始输入信号；

步骤四、将步骤三获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊推理，获得模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解；

并根据获得的模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解分别对步骤三中获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊控制，获得输出功率调整值u₀(k)；

步骤五、D2D用户端根据第k-1次的发射功率对步骤四获得的输出功率调整值u₀(k)进行调整，获得调整后的发射功率；完成一次D2D通信模糊参数功率控制；

步骤六、基站计算步骤五获得的调整后的发射功率的实时SINR值；并令k的值加1，返回执行步骤一，进行下一次D2D通信模糊参数功率控制。

步骤一中根据LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL确定门限值SINR_th的方法为：

步骤A1、根据公式：

${\mathrm{PL}}_k=\mathrm{\ρ}{\mathrm{PL}}_{k-1}+(1-\mathrm{\ρ}){\mathrm{PL}}_k^{\mathrm{inst}}$

计算LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL；

式中：ρ为加权系数，

为当前时刻测得的瞬时路径损耗；且：

${\mathrm{PL}}_k^{\mathrm{inst}}={10}^{\frac{P_{\mathrm{DLRS}}-\mathrm{RSRP}}{10}}$

其中：P_DLRS是基站发送参考信号的功率，RSRP是用户端接收到的来自基站的参考信号的接收功率；

步骤A2、根据步骤A1获得的LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL，获得蜂窝用户与基站的距离估算值d；

步骤A3、根据步骤A2获得的蜂窝用户与基站的距离估算值d确定蜂窝用户的目标数据速率RATE；

步骤A4、根据步骤A3获得的蜂窝用户的目标数据速率RATE，结合调制编码方式MCS获得信道质量CQI；

步骤A5、根据步骤A4获得的信道质量CQI，对应获得门限值SINR_th。

步骤A2中根据步骤A1获得的LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL，获得蜂窝用户与基站的距离估算值d的具体方法是：

根据公式：

PL＝32.45+20log(f)+20log(d)

获得的；

式中：f为工作频率。

将步骤三获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊推理，获得模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解的具体方法为：

步骤B1、将第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号的模糊控制时变控制参数K_p、K_i和K_d进行模糊化处理，获得变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d；

步骤B2、将步骤第一路模糊参数控制原始输入信号、第二路模糊参数控制原始输入信号、变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d分别进行论域变换，获得步骤第一路模糊参数控制原始输入信号、第二路模糊参数控制原始输入信号、变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的模糊变量值；

步骤B3、根据步骤B2获得的步骤第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号按照模糊判决规则进行模糊判决，获得判决结果；

将变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的模糊变量值进行模糊判决，获得模糊判决结果；

步骤B4、将步骤B3获得的模糊判决结果采用重心法进行解模糊处理，获得ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解。

步骤B4中将步骤B3获得的模糊判决结果采用重心法进行解模糊处理的具体方法是：

根据公式：

$v_0=\frac{\underset{V}{\∫}v{\mathrm{\μ}}_v\left(v\right)\mathrm{dv}}{\underset{V}{\∫}{\mathrm{\μ}}_v\left(v\right)\mathrm{dv}}$

获得的；式中：v为输出值，μ_v(v)为v在对应钟型函数的隶属度值。

步骤四中根据获得的模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d分别对步骤三中获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊控制的具体方法为：

步骤C1、采用公式：

分别计算时变控制参数K_p、K_i和K_d；

式中：，

和

为校正速度量，且均随校正次数增加而减小；

步骤C2、根据公式：

u(k)＝K_p(k)e(k)+K_i(k)x(k)+K_d(k)[e(k)-e(k-1)]

计算功率的调整初值u(k)，即LTE-A协议标准里的参数δ_PUSCH；

式中：状态变量x(k)是根据公式：

$x\left(k\right)=\underset{i=o}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}e\left(i\right)=x(k-1)+e(k-1)$

获得的；

步骤C3、对步骤C2获得的功率的调整初值u(k)进行量化，获得输出功率调整值u₀(k)。

步骤五中D2D用户端根据第k-1次的发射功率对步骤四获得的输出功率调整值u₀(k)进行调整的方法为：

基站通过DCI格式0的PDCCH信道发送δ_PUSCH累积值到D2D通信用户端，D2D通信用户端在子帧i中物理上行共享信道PUSCH中用户传输功率P_PUSCH的配置定义如下：

P_PUSCH(i)＝min{P_CMAX，10log₁₀(M_PUSCH(i))+P_{O_PUSCH}(j)+α(j)·PL+Δ_TF(i)+f(i)}

其中：P_CMAX为小区内移动用户的最大发射功率，一般设为23dBm；M_PUSCH(i)是物理上行共享信道PUSCH资源分配的带宽，用子帧i中有效资源块的数量表征；参数P_{O_PUSCH}(j)是高层配置的小区专用标称部分P_{O_NOMINAL_PUSCH}(j)(j＝0或1)和移动用户专用部分P_{O_UE_PUSCH}(j)(j＝0或1)的和组成，对应于半持续性许可的物理上行共享信道PUSCH传输，j＝0，对应于动态调度许可的物理上行共享信道PUSCH传输，j＝1，对应于随机接入响应许可的物理上行共享信道PUSCH传输，j＝2，P_{O_UE_PUSCH}(2)＝0并且：

P_{O_NOMINAL_PUSCH}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}

其中：参数P_{O_PRE}以及Δ_{PREAMBLE_Msg3}由高层指定；α(j)为路径损耗补偿值，对于j＝0或1，α∈{0，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1}是一个3比特的小区专用参数，由高层信令控制，当j＝2时，α(j)＝1；Δ_TF(i)为移动用户端根据分配到的资源块大小、传输比特数和高层配置给移动用户的专用参数计算得到的功率调整值，具体计算参见3GPP物理层过程协议5.1节；f(i)为当前的物理下行控制信道PDCCH携带的功率控制调整状态，f(i)＝f(i-1)+δ_PUSCH(i-K_PUSCH)，δ_PUSCH(i-K_PUSCH)由具有DCI格式0或3/3A上的物理下行控制信道PDCCH在i-K_PUSCH子帧上进行通知，K_PUSCH的取值根据TDD UL/DL配置不同而取值，具体取值参加3GPP物理层过程协议5.1节。

步骤六中基站计算步骤五获得的调整后的发射功率的实时SINR值的具体方法为：

通过公式：

$\mathrm{SINR}=P_{r-\mathrm{cell}}-10\log 10({10}^{((P_{d2d}+A)/10)}+N_0)$

获得；

式中：P_r-cell为基站接收到的来自蜂窝通信用户的信号功率；P_d2d+A为D2D发射功率P_d2d经过路径损耗和信道增益A后到达基站的接收功率；N₀为噪声功率。

本发明提出一种在LTE-A系统中，基于模糊参数功率控制的方法，对含有蜂窝通信用户和D2D通信用户的混合网络中的D2D通信用户进行功率控制，其中，D2D通信用户采用D2D复用资源模式，复用蜂窝用户的上行资源，整个功率控制过程采用闭环的功率控制。本发明一方面在蜂窝通信用户信道条件比较好的情况下，降低蜂窝通信用户的发射功率，节省终端功耗的同时减小对D2D通信用户的干扰；另一方面在蜂窝通信用户信道条件较差的情况下，可以通过自身的功率调节，快速直接改善通信状况，也给D2D通信用户提供较大的功率调整空间。

附图说明

图1是本发明的功率控制流程示意图；

图2是模糊控制算法的原理示意图；

图3是具体实施方式一中所述的正太型隶属函数仿真示意图；

图4是具体实施方式一中所述的内部论域的隶属情况仿真示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，

步骤一、确定蜂窝通信用户通信的门限值SINR_th：

门限值SINR_th是指基站(eNodeB)接收到的来自蜂窝通信用户的信息SINR值，且此SINR值是实现正常通信的最低值。

计算门限值SINR_th首先要确定蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL(dB)。根据3GPP 36.213协议可知，PL(dB)是之前时刻的路径损耗与当前瞬时测量路径损耗加权计算后得到，并且每次测量后都会对PL(dB)值进行更新，其计算公式为：

${\mathrm{PL}}_k=\mathrm{\ρ}{\mathrm{PL}}_{k-1}+(1-\mathrm{\ρ}){\mathrm{PL}}_k^{\mathrm{inst}}$

其中：k代表的是第k次的迭代数据，当前时刻测得的瞬时路径损耗为：

${\mathrm{PL}}_k^{\mathrm{inst}}={10}^{\frac{P_{\mathrm{DLRS}}-\mathrm{RSRP}}{10}}$

其中：ρ为加权系数，P_DLRS是eNodeB的发送参考信号的功率，RSRP是用户端接收到的来自eNodeB的参考信号的接收功率。

计算得到路径传输损耗的评估值PL(dB)值以后，根据所在传输系统适合的传输损耗公式，推导得到蜂窝用户与eNodeB的距离估算值d(m)。

例如在自由空间的传输损耗的计算公式为：

PL＝32.45+20log(f)+20log(d)

其中：f(MHz)为工作频率，d(km)为蜂窝用户到eNodeB的距离，当已知路径损耗PL(dB)和工作频率f(MHz)时，就可以推算出蜂窝用户到eNodeB的距离估算值d(km)。

得到距离估算值d(km)后，结合不同PS域业务的数据速率的的覆盖能力，查询目标数据速率分布表(如表1)，确定用户的目标数据速率RATE(取最接近的两个值中的较小者)。

得到目标数据速率RATE后，根据目标数据速率RATE与调制编码方式(MCS)对应表(如表1)查到调制指数Qm和信道质量指数CQI。再查找信道质量指数CQI与信干燥比(信号与干扰和噪声的比值SINR)的对应表(如表1)，最后得到门限值SINR_th。

表1：半径为250米的小区的各个参数的对应关系表

步骤二、模糊参数控制原始输入信号产生：

误差信号e(k)、误差信号变化率Δe(k)，是模糊参数控制器的原始输入。在离散的系统中，误差信号变化率Δe(k)的计算公式为Δe(k)＝[e(k)-e(k-1)]，其中误差信号e(k)的计算公式为：e(k)＝SINR_f-SINR_th其中SINR_f为反馈回来的实时的SINR值，如图1中所示。

步骤三、对模糊参数控制原始输入信号加权：

D2D功率控制的流程图(图1)中，权重值k₁为对误差信号e(k)的加权值，权重值k₂为对误差信号变化率Δe(k)的加权值，该权重值可以根据信道状况进行调整，加权后仍记为e(k)和Δe(k)。

步骤四、模糊推理及模糊控制的过程：

(1)模糊推理：

K_p、K_i、K_d是下一步模糊控制的时变控制参数，需要通过模糊推理过程得到他们的变化量，分别为ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d。模糊推理的输入为加权后的误差信号k₁e(k)和加权后的误差变化率k₂Δe(k)，将其分别记为e(k)和Δe(k)，利用模糊控制算法根据误差大小和误差变化快慢来确定ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的值，模糊控制算法的结构简图如图2所示。

将误差信号e(k)、误差信号变化率Δe(k)、ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的值域进行论域变换，它们原来的论域是一个连续的闭区间，将它们分别乘以合适的比例因子，映射到[-3，3]上，得到一个连续的内部论域。

将误差信号e(k)、误差信号变化率Δe(k)、ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的内部论域划分为：{“正大(PB)”，“正中(PM)”，“正小(PS)”，“零(ZE)”，“负小(NS)”，“负中(NM)”，“负大(NB)”}七档，从而实现用模糊语言描述。

在有新一轮的误差信号e(k)、误差信号变化率Δe(k)输入后，将它们经论域变换后，根据隶属函数的定义分别求得他们对各个模糊集合的隶属度。这样就把普通变量的值变成了模糊变量(语言变量)的值。例如，使用正太型隶属函数，其解析式为 ${\mathrm{\μ}}_F\left(x\right)=e^{-{\left(\frac{x-a}{b}\right)}^2},b>0,$ 其曲线如图3所示。

对于整个内部论域[-3，3]，其隶属情况如下图4所示。

如果输入的误差信号e(k)经过论域变换以后的值为-0.5，则它属于ZE(零)的隶属度为0.5，属于NS(负小)的隶属度为0.5。

根据误差信号e(k)、误差信号变化率Δe(k)模糊化处理后的模糊语言，按照模糊判决规则表进行判决。(如误差信号e(k)为NB，即负小，误差信号变化率Δe(k)为NB，即负小，则ΔK_p模糊判决的结果为PB，即正大。)

关于误差信号e(k)、误差信号变化率Δe(k)、ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的判决规则表如下：

表2：ΔK_p的判决规则

表3：ΔK_i的判决规则

表3：ΔK_d的判决规则

当得到ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的模糊描述语言后，用重心法(centroid)进行解模糊化处理。

重心法是取隶属度函数曲线与横坐标围成面积的重心为模糊推理的最终输出值，即：

$v_0=\frac{\underset{V}{\∫}v{\mathrm{\μ}}_v\left(v\right)\mathrm{dv}}{\underset{V}{\∫}{\mathrm{\μ}}_v\left(v\right)\mathrm{dv}}---(3-1)$

其中v为输出值，μ_v(v)为v在对应钟型函数的隶属度值。

从而解出了ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d，作为模糊控制的输入。

(2)模糊控制：

模糊控制的输入为加权后的误差信号k₁e(k)和加权后的误差变化率k₂Δe(k)(分别记为e(k)和Δe(k))，还有时变控制参数K_p、K_i、K_d的变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d。

首先计算时变控制参数K_p、K_i、K_d，它们是通过模糊控制算法根据误差大小和误差变化快慢来进行实时动态调整的，已达到对D2D通信用户发射功率的实时调整，使得功率的调整具有一定的智能性和自适应性，从而改善控制效果，扩大控制范围。

K_p的值越大则SINR值的偏差将越小，且减小控制方法对信道变化的敏感度。但是K_p无限制地增大会使得闭环系统不稳定。

K_i的值偏大将有可能增加系统的超调量，导致系统震荡。而K_i偏小则会使得系统调整功率达到门限值的时间延长。

K_d的值增大能加快系统的响应速度，减小功率调节时间，更快达到预设的门限值SINR_th。但过大的K_d值会因信道变化或SINR反馈值的大时间延迟而出现问题。

时变控制参数K_p、K_i、K_d的计算公式为：

其中

，，

为校正速度量，随校正次数增加，它们的值将减小。

然后再计算功率调整初值u(k)。

将输入模糊控制模块的加权以后的e(k)和Δe(k)参数和引入的状态变量x(k)，通过和时变控制参数K_p、K_i、K_d的加权计算就可以得到功率的调整初值u(k)，其计算公式为

u(k)＝K_p(k)e(k)+K_i(k)x(k)+K_d(k)[e(k)-e(k-1)]    (3-3)

且引入的状态变量x(k)的计算公式为

$x\left(k\right)=\underset{i=o}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}e\left(i\right)=x(k-1)+e(k-1)---(3-4)$

计算得到功率的调整初值u(k)，此调整初值u(k)是一个连续值。需要经过进一步的量化成为输出功率调整值u₀(k)即LTE-A协议标准里的参数δ_PUSCH。

根据3GPP物理层过程协议(36.213)，LTE-A蜂窝用户的功率调整值只能取4个离散值，采用累积方式时，δ_PUSCH只能取-1、0、1、3(dB)，采用绝对值方式时δ_PUSCH只能取-4、-1、1、4(dB)。由于D2D用户复用蜂窝用户的非正交资源，发射功率成为两者完成通信业务的敏感因素，所以D2D用户的功率调整的最小步长应适当的减小，步长的种类也应适当的增加。经过多次的实验仿真论证得出，对于累积方式的功率控制，调整值应该有8种(3bit)-3、-1、-0.5、-0.25、0、0.25、0.5、1(dB)，因为D2D是次要业务，所以应该以最快的速度降低对蜂窝用户的干扰。

由于正常蜂窝用户有优先通信权，所以在专利中规定量化时遵守如下规则：(1)以量化值与真实值误差最小为基本原则；(2)当真实值处于两个量化值中间时，D2D用户的调整量应该取小值。

步骤五、蜂窝网络下D2D用户的发射功率的调整：

eNodeB通过DCI格式0的PDCCH上发送δ_PUSCH累积值到D2D通信用户端，在子帧i中物理上行共享信道(PUSCH)中UE传输功率P_PUSCH的配置定义如下：

P_PUSCH(i)＝min{P_CMAX，10log₁₀(M_PUSCH(i))+P_{O_PUSCH}(j)+α(j)·PL+Δ_TF(i)+f(i)}

其中：f(i)＝f(i-1)+δ_PUSCH(i-K_PUSCH)，δ_PUSCH(i-K_PUSCH)由具有DCI格式0或3/3A上的PDCCH在i-K_PUSCH子帧上进行通知，其余的变量参照3GPP物理层过程协议(36.213)。

步骤六、eNodeB计算蜂窝通信用户实时的SINR值(即反馈值)：

D2D发射功率P_d2d(dBm)经过路径损耗和多径衰落(即信道增益A(dB))后，到达eNodeB的接收功率为(P_d2d+A)(dBm)。由于复用蜂窝用户的非正交上行时隙资源，于是就成了蜂窝用户的直接干扰源。

eNodeB接收到的来自蜂窝通信用户的信号功率为P_r-cell(dBm)，噪声功率为N₀(mW)，则eNodeB关于蜂窝通信用户实时SINR值的计算公式为

。将该SINR值即为闭环功率控制系统的反馈值SINR_f，与门限值SINR_th相减，得到误差信号e(k)，再开始下一轮的模糊参数。

本发明主要用于eNodeB对D2D通信用户的发射功率进行调整。与此同时，eNodeB仍然对蜂窝通信用户实施LTE-A系统下原有的功率控制方案。

这样，一方面在蜂窝通信用户信道条件比较好的情况下，降低蜂窝通信用户的发射功率，节省终端功耗的同时减小对D2D通信用户的干扰；另一方面在蜂窝通信用户信道条件较差的情况下，可以通过自身的功率调节，快速直接改善通信状况，也给D2D通信用户提供较大的功率调整空间。

Claims (8)

1.LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征是：它由以下步骤实现：

步骤一、根据LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL确定门限值SINR_th；

步骤二、根据公式：

e(k)＝SINR_f-SINR_th

获得误差信号e(k)；k是迭代数据的次数，k为大于1的整数；

式中：SINR_f为反馈回来第k-1次的SINR值；

并根据公式：

Δe(k)＝[e(k)-e(k-1)]

获得误差信号变化率Δe(k)；

步骤三、在权重值k₁下对误差信号e(k)进行加权，获得第一路模糊参数控制原始输入信号；

在权重值k₂下对误差信号变化率Δe(k)进行加权，获得第二路模糊参数控制原始输入信号；

步骤四、将步骤三获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊推理，获得模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解；

并根据获得的模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解分别对步骤三中获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊控制，获得输出功率调整值u₀(k)；

步骤五、D2D用户端根据第k-1次的发射功率对步骤四获得的输出功率调整值u₀(k)进行调整，获得调整后的发射功率；完成一次D2D通信模糊参数功率控制；

步骤六、基站计算步骤五获得的调整后的发射功率的实时SINR值；并令k的值加1，返回执行步骤一，进行下一次D2D通信模糊参数功率控制。

2.根据权利要求1所述的LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征在于步骤一中根据LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL确定门限值SINR_th的方法为：

步骤A1、根据公式： ${\mathrm{PL}}_k=\mathrm{\ρ}{\mathrm{PL}}_{k-1}+(1-\mathrm{\ρ}){\mathrm{PL}}_k^{\mathrm{inst}}$

计算LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL；

式中：ρ为加权系数，为当前时刻测得的瞬时路径损耗；且：

${\mathrm{PL}}_k^{\mathrm{inst}}={10}^{\frac{P_{\mathrm{DLRS}}-\mathrm{RSRP}}{10}}$

其中：P_DLRS是基站发送参考信号的功率，RSRP是用户端接收到的来自基站的参考信号的接收功率；

步骤A2、根据步骤A1获得的LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL，获得蜂窝用户与基站的距离估算值d；

步骤A3、根据步骤A2获得的蜂窝用户与基站的距离估算值d确定蜂窝用户的目标数据速率RATE；

步骤A4、根据步骤A3获得的蜂窝用户的目标数据速率RATE，结合调制编码方式MCS获得信道质量CQI；

步骤A5、根据步骤A4获得的信道质量CQI，对应获得门限值SINR_th。

3.根据权利要求2所述的LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征在于步骤A2中根据步骤A1获得的LTE-A系统下的蜂窝用户端对下行路径传输损耗的评估值PL，获得蜂窝用户与基站的距离估算值d的具体方法是：

根据公式：

PL＝32.45+20log(f)+20log(d)

获得的；

式中：f为工作频率。

4.根据权利要求2所述的LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征在于将步骤三获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊推理，获得模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解的具体方法为：

步骤B1、将第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号的模糊控制时变控制参数K_p、K_i和K_d进行模糊化处理，获得变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d；

步骤B2、将步骤第一路模糊参数控制原始输入信号、第二路模糊参数控制原始输入信号、变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d分别进行论域变换，获得步骤第一路模糊参数控制原始输入信号、第二路模糊参数控制原始输入信号、变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的模糊变量值；

步骤B3、根据步骤B2获得的步骤第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号按照模糊判决规则进行模糊判决，获得判决结果；

将变换量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的模糊变量值进行模糊判决，获得模糊判决结果；

步骤B4、将步骤B3获得的模糊判决结果采用重心法进行解模糊处理，获得ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d的解。

5.根据权利要求4所述的LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征在于步骤B4中将步骤B3获得的模糊判决结果采用重心法进行解模糊处理的具体方法是：

根据公式：

$v_0=\frac{\underset{V}{\∫}v{\mathrm{\μ}}_v\left(v\right)\mathrm{dv}}{\underset{V}{\∫}{\mathrm{\μ}}_v\left(v\right)\mathrm{dv}}$

获得的；式中：v为输出值，μ_v(v)为v在对应钟型函数的隶属度值。

6.根据权利要求1所述的LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征在于步骤四中根据获得的模糊推理变化量ΔK_p、ΔK_i和ΔK_d分别对步骤三中获得的第一路模糊参数控制原始输入信号和第二路模糊参数控制原始输入信号进行模糊控制的具体方法为：

步骤C1、采用公式：

分别计算时变控制参数K_p、K_i和K_d；

式中：，

和

为校正速度量，且均随校正次数增加而减小；

步骤C2、根据公式：

u(k)＝K_p(k)e(k)+K_i(k)x(k)+K_d(k)[e(k)-e(k-1)]

计算功率的调整初值u(k)，即LTE-A协议标准里的参数δ_PUSCH；

式中：状态变量x(k)是根据公式：

$x\left(k\right)=\underset{i=o}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}e\left(i\right)=x(k-1)+e(k-1)$

获得的；

步骤C3、对步骤C2获得的功率的调整初值u(k)进行量化，获得输出功率调整值u₀(k)。

7.根据权利要求1所述的LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征在于步骤五中D2D用户端根据第k-1次的发射功率对步骤四获得的输出功率调整值u₀(k)进行调整的方法为：

基站通过DCI格式0的PDCCH信道发送δ_PUSCH累积值到D2D通信用户端，D2D通信用户端在子帧i中物理上行共享信道PUSCH中用户传输功率P_PUSCH的配置定义如下：

P_PUSCH(i)＝min{P_CMAX，10log₁₀(M_PUSCH(i))+P_{O_PUSCH}(j)+α(j)·PL+Δ_TF(i)+f(i)}

其中：P_CMAX为小区内移动用户的最大发射功率，一般设为23dBm；M_PUSCH(i)是物理上行共享信道PUSCH资源分配的带宽，用子帧i中有效资源块的数量表征；参数P_{O_PUSCH}(j)是高层配置的小区专用标称部分P_{O_NOMINAL_PUSCH}(j)和移动用户专用部分P_{O_UE_PUSCH}(j)的和组成，对应于半持续性许可的物理上行共享信道PUSCH传输，j＝0；对应于动态调度许可的物理上行共享信道PUSCH传输，j＝1；对应于随机接入响应许可的物理上行共享信道PUSCH传输，j＝2；P_{O_UEPUSCH}(2)＝0并且

P_{O_NOMINAL_PUSCH}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}

其中参数P_{O_PRE}以及Δ_{PREAMBLE_Msg3}由高层指定；α(j)为路径损耗补偿值，对于j＝0或1，α∈{0，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1}是一个3比特的小区专用参数，由高层信令控制，当j＝2时，α(j)＝1；Δ_TF(i)为移动用户端根据分配到的资源块大小、传输比特数和高层配置给移动用户的专用参数计算得到的功率调整值；f(i)为当前的物理下行控制信道PDCCH携带的功率控制调整状态，且：

f(i)＝f(i-1)+δ_PUSCH(i-K_PUSCH)

其中：δ_PUSCH(i-K_PUSCH)由具有DCI格式0或3/3A上的物理下行控制信道PDCCH在i-K_PUSCH子帧上进行通知，K_PUSCH的取值根据TDD UL/DL配置不同而取值，具体取值根据3GPP物理层过程协议确定。

8.根据权利要求1所述的LTE-A系统下D2D通信模糊参数功率控制方法，其特征在于步骤六中基站计算步骤五获得的调整后的发射功率的实时SINR值的具体方法为：

通过公式：

$\mathrm{SINR}=P_{r-\mathrm{cell}}-10\log 10({10}^{((P_{d2d}+A)/10)}+N_0)$

获得；

式中：P_r-cell为基站接收到的来自蜂窝通信用户的信号功率；P_d2d+A为D2D发射功率P_d2d经过路径损耗和信道增益A后到达基站的接收功率；N₀为噪声功率。

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