CN105680925A - 一种基于干扰对齐的d2d用户的功率控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于干扰对齐的D2D用户的功率控制方法。通过对D2D用户发送端信号进行干扰对齐预编码，并对D2D用户接收端的信号进行干扰抑制，将D2D用户对某个CU的干扰与系统的干扰阈值进行对比，将每个D2D用户的总传输功率和系统设定允许每个D2D用户所用的最大功率对比，在干扰不大于阈值且总传输功率不大于系统设定的最大功率的限制条件下，使得所有D2D用户在子载波上速率总和达到最大，并得到每个D2D用户在每个子载波上的传输功率。该方法通过干扰对齐预编码方法，消除D2D用户之间的干扰；同时对D2D用户在子载波上的功率进行优化分配，使D2D用户系统的速率和达到最大。

Description

一种基于干扰对齐的D2D用户的功率控制方法

技术领域

本发明涉及蜂窝网络系统通信技术领域内的一种功率控制方法，尤其涉及一种基于干扰对齐的D2D用户的功率控制方法。

背景技术

随着无线蜂窝网络通讯技术的迅速发展，人们对于无线频谱资源的需求越来越大，导致无线频谱资源日益紧张，这就使得对频谱效率的要求越来越高。设备到设备(DevicetoDevice，简称D2D)通信技术应用于蜂窝网络系统，使得蜂窝网络系统中邻近的用户可以无需通过基站(BS)直接与彼此进行通信，提高了网络总体频谱效率，从而允许网络接纳更多的用户，提高网络容量。

在蜂窝网络系统中引入D2D通信的最初动机是为了支持邻近区域用户之间通信，如：社交网络应用、媒体共享等。D2D用户之间进行邻近通信可以增加频谱效率、提高蜂窝覆盖率以及降低端至端延迟和手持机功耗等。D2D通信技术是处理蜂窝网络系统中的本地流量问题一个有效的方法。

但D2D通信模式引入蜂窝网络系统也会带来新的问题。在蜂窝网络系统的某个小区中，蜂窝用户(CellularUser,简称CU)和D2D用户在相同频谱共存，使得在通信过程中对干扰管理面临极大的挑战，即D2D通信成为干扰的新来源，CU会受到D2D用户传输的跨层干扰，而D2D用户不仅会受到其他D2D用户传输造成的干扰，而且会受到来自蜂窝网络链路的跨层干扰。为保证CU和D2D用户成功共存，干扰管理是必不可少的。功率控制是减轻无线网络中的干扰的有效方法，被广泛地应用在当前的无线系统中。

C.H.Yu等人(C.H.Yu,O.Tirkkonen,K.Doppler,andC.Ribeiro,“Ontheperformanceofdevice-to-deviceunderlaycommunicationwithsimplepowercontrol,”inProc.IEEEVeh.Technol.Conf.,2009,pp.1–5.)对确定的单小区模型提出了一种简单的功率控制方案，主要通过限制D2D用户的输出功率来保护现有的CU网络的通信服务质量，但是未考虑D2D用户的吞吐量。

J.Gu等人(J.Gu,S.J.Bae,B.-G.Choi,andM.Y.Chung,“Dynamicpowercontrolmechanismforinterferencecoordinationofdevice-to-devicecommunicationincellularnetworks,”inProc.3rdInt.Conf.UbiquitousFutureNetw.,Jun.2011,pp.71–75.)针对只有一个D2D用户接入的蜂窝网络系统提出了一种动态的功率控制方案，其目标是通过减轻D2D用户对CU的干扰提高CU系统网络的总的吞吐量，但文章中并未考虑D2D用户的吞吐量。

UdeshOruthota等人(UdeshOruthotaandOlavTirkkonen,“I/QInterferenceinDevice-to-DeviceUnderlayCommunicationwithUplinkPowerControl,”VehicularTechnologyConference(VTCSpring),IEEE81st,2015,pp:1–5)考虑一个独立的扇形小区里CU网络与D2D用户网络共享正交的频谱资源的通信模型，提出了一种部分功率控制(Fractionalpowercontrol，FPC)方法有效地降低了D2D用户对CU的干扰，但是这种方法中也没有考虑D2D用户的吞吐量。

从现有技术来看，各种功率控制方法均只保证了CU的吞吐量，但并未对D2D用户的吞吐量进行考虑。而数据传输速率是影响D2D用户的吞吐量的重要因素之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出蜂窝网络系统中一种对D2D用户采用干扰对齐预编码进行功率控制的设计方法。通过各D2D用户发送端的预编码进行干扰对齐来减少D2D用户间的相互干扰；控制每一对D2D用户在子载波上的发射功率预算；并在对CU产生的干扰小于预先设置的干扰阈值即确保CU的通信质量的前提下，使D2D用户系统的数据传输速率和达到最大。

本发明所述方法包括以下步骤：

设定在蜂窝网络系统的某个小区中，有L个D2D用户和K个CU，CU之间通过基站进行通信，D2D用户之间可以无需通过基站直接与彼此进行通信通信，CU通信和D2D通信均处于工作状态。每个CU的带宽为W且节点为单天线；每个D2D用户的发射天线数目相同，均为M_T，每个D2D用户的接收天线数目相同，均为M_R根；每个D2D用户传输数据的符号长度相同，均为n；当蜂窝网络系统的空闲频带被划分为D个子载波频带时，记每个子载波频带的带宽为Δf，并规定当D2D用户对CU产生的干扰小于最大干扰阈值时，D2D用户可以使用该小区的的空闲频带；且D2D用户按MIMO-OFDM通信体制进行通信；假设整个蜂窝网络系统在最佳信道状态信息情况下，设l为D2D用户编号；d为子载波编号；

S1：对D2D用户发送端的信号预编码实现干扰对齐，对D2D用户接收端的信号进行干扰抑制，消除D2D用户之间的干扰；

S2：限定D2D用户对某个CU的干扰不大于系统预先设置的干扰阈值，限定D2D用户的总发射功率不大于系统允许D2D用户所用的最大发射功率，在D2D用户对CU用户的干扰不大于系统的干扰阈值且D2D用户的总发射功率不大于系统设定的最大发射功率的限制条件下，得到每个D2D用户在每个子载波上的最优发射功率，从而使得D2D用户在所有子载波上的数据传输速率总和最大。

在本发明的一种优选实施例中，S1具体为：

01)令l＝1，d＝1；

02)对D2D用户发送端的信号运用干扰对齐进行预编码，并对D2D用户接收端收到的信号进行干扰抑制，

其中，符号rank(A)表示求矩阵A的秩；为M_R行n列的矩阵，是在第d个子载波上应用于第l个D2D用户接收端上的正交线性干扰抑制矩阵；上标H表示矩阵的共轭转置运算；为M_R行M_T列的矩阵，是在第d个子载波上第j个D2D用户发送端到第l个D2D用户接收端信道的频率响应矩阵；特殊地，为在第d个子载波上第l个D2D用户发送端到第l个D2D用户接收端信道的频率响应矩阵；为M_T行n列的矩阵，是第d个子载波上第l个D2D用户发送端上的干扰对齐预编码矩阵；

由式(1)和式(2)计算得到D2D用户发送端的信号预编码矩阵和D2D用户接收端的正交线性干扰抑制矩阵

03)若d<D，则令d值加1，并返回步骤02)，进行第l个D2D用户在下一个子载波上的预编码矩阵和正交线性干扰抑制矩阵的求解，若d＝D，进入下一步；

04)若l<L，则令l值加1，并令d＝1，进行下一个D2D用户在所有子载波上的预编码矩阵和正交线性干扰抑制矩阵的求解，直至l＝L。

由以上步骤得到所有D2D用户发送端的预编码矩阵和接收端的干扰抑制矩阵。

S2具体为：

01)所有D2D用户在所有子载波上的速率总和可以表示为：

$R=\underset{d=1}{\overset{D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\log }_2\left|I_n+\frac{1}{{\mathrm{\&sigma;}}_{AWGN}^2+{\mathrm{\&Sigma;}}_{k=1}^K{J}_{k,l}^d}{U_l^d}^H{H}_{ll}^d{V}_l^d{S}_l^d{V_l^d}^H{H_{ll}^d}^H{U}_l^d\right|$

其中，I_n为n阶单位矩阵；为加性高斯白噪声功率；为n阶矩阵，是第l个D2D用户在第d个子载波上的频域信号的输入协方差矩阵；为第k个蜂窝用户对第l个D2D用户在第d个子载波上的干扰功率；为所有CU在第d个子载波上对第l个D2D用户的总干扰功率；第l个D2D用户在第d个子载波上的频域信号的发射功率为则每个D2D用户的总发射功率为

02)在第d个子载波上由第l个D2D用户的发送端对第k个CU接受端产生的干扰表示为：

$I_{k,l}^d={\mathrm{\&Omega;}}_k^d*Tr\left(G_{l,k}^d{V}_l^d{S}_l^d{V_l^d}^H{G_{l,k}^d}^H\right)$

其中，为第d个子载波对第k个CU的干扰因子系数，计算式为Φ^d(f)为第d个子载波上的功率谱密度，E_d表示第d个D2D用户的子载波频带中心和第k个CU频带中心之间的频率间隔；符号Tr(A)表示求矩阵A的迹；为1行M_T列的矩阵，是第d个子载波上第l个D2D用户发送端和第k个CU之间的信道增益矩阵。

03)对D2D用户在子载波上的发射功率进行优化分配，使得D2D用户对CU的干扰小于干扰阈值的时候R达到最大；

优化问题为：

限制条件(s.t.): $\underset{d=1}{\overset{D}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_l^d\&le;P_l,\&ForAll;l$

$\underset{d=1}{\overset{D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{I}_{k,l}^d\&le;I_{th}^k,\&ForAll;l$

其中，P_l为规定的系统允许每个D2D用户所用的最大发射功率；符号表示任意；为干扰阈值；解优化问题得到每个D2D用户在每个子载波上最优的发射功率l＝1,2,……,L；d＝1,2,……,D，从而使得D2D用户数据传输速率总和最大。本发明通过以上干扰对齐预编码方法使得D2D用户之间的干扰对齐到CU和D2D用户未用到的空间子信道上，从而使得D2D用户之间的干扰消除，同时，控制每一个D2D用户在子载波上的功率，使所有D2D用户在对CU产生的干扰小于干扰阈值、保证CU服务质量的前提下，D2D用户数据传输速率总和达到最大。

附图说明

图1为本发明一种蜂窝网络系统的某个小区的模型示意图；

图2为本发明实施方法流程示意图；

图3为本发明实施例中具体步骤流程示意图；

图4为实施例中不同功率控制方法下D2D用户数据传输速率和的比较图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

参照图1蜂窝网络系统的某个小区，有3(L＝3)个D2D用户1和2(K＝2)个CU2，D2D用户之间无需通过基站直接通信，CU通信和D2D通信均处于工作状态。每个CU的带宽为10MHz(W＝10MHz)，且每个CU节点为单天线；每个D2D用户的发射天线数目、接收天线数目都为2(M_R＝M_T＝2)；每个D2D用户传输数据的符号长度相同为1，即n＝1；根据无线局域网标准IEEE802.11a，蜂窝网络的空闲频带被划分为64(D＝64)个子载波频带时，每个子载波频带的带宽为0.3125MHz(Δf＝0.3125MHz)，并且规定当D2D用户对CU产生的干扰小于最大干扰阈值时，D2D用户可以使用蜂窝网络的空闲频带按MIMO-OFDM通信体制进行通信。假设整个蜂窝网络系统在最佳信道状态信息(CSI)情况下，设l为D2D用户编号；d为子载波编号；

S1：

01)令l＝1；

02)令d＝1；

03)对D2D用户发送端的信号运用干扰对齐进行预编码，并对D2D用户接收端收到的信号进行干扰抑制，

其中，符号rank(A)表示求矩阵A的秩；为2行1列的矩阵，是在第d个子载波上应用于第l个D2D用户接收端上的正交线性干扰抑制矩阵；上标H表示矩阵的共轭转置运算；为2行2列的矩阵，是在第d个子载波上第j个D2D用户发送端到第l个D2D用户接收端信道的频率响应矩阵；特殊地，为在第d个子载波上第l个D2D用户发送端到第l个D2D用户接收端信道的频率响应矩阵；为2行1列的矩阵，是在第d个子载波上第l个D2D用户发送端上的干扰对齐预编码矩阵；由式(3)和式(4)计算得到：

D2D用户发送端的信号预编码矩阵

$V_1^d=eign\&lsqb;inv\left(H_{31}^d\right)H_{32}^{d}inv\left(H_{12}^d\right)H_{13}^{d}inv\left(H_{23}^d\right)H_{21}^d\&rsqb;$

$V_2^d=inv\left(H_{32}^d\right)H_{31}^d{V}_1^d$

$V_3^d=inv\left(H_{23}^d\right)H_{21}^d{V}_1^d$

D2D用户接收端的正交线性干扰抑制矩阵

$U_l^d=null\left(H_{lj}^d{V}_j^d\right)$

其中，eign表示矩阵的特征向量所组成的矩阵，null(A)表示矩阵A的零空间的正交基作为列向量构成的矩阵，inv(A)表示求矩阵的逆。

04)若d<64，则令d值加1，并返回步骤03)，进行第l个D2D用户在下一个子载波上的预编码矩阵和正交线性干扰抑制矩阵的求解，若d＝64，进入下一步；

05)若l<3，则令l值加1，并返回步骤02)，进行下一个D2D用户在所有子载波上的预编码矩阵和正交线性干扰抑制矩阵的求解，直至l＝3。

由以上步骤得到所有D2D用户发送端的预编码矩阵和接收端的干扰抑制矩阵。

S2：

01)所有D2D用户在所有子载波上的数据传输速率总和可以表示为：

$R=\underset{d=1}{\overset{64}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=1}{\overset{3}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\log }_2\left|I_1+\frac{1}{{\mathrm{\&sigma;}}_{AWGN}^2+{\mathrm{\&Sigma;}}_{k=1}^2{J}_{k,l}^d}{U_l^d}^H{H}_{ll}^d{V}_l^d{S}_l^d{V_l^d}^H{H_{ll}^d}^H{U}_l^d\right|$

其中，I₁为1行1列的单位矩阵，为加性高斯白噪声功率；为1行1列的矩阵，是第l个D2D用户在第d个子载波上的频域信号的输入协方差矩阵；为第k个蜂窝用户对第l个D2D用户在第d个子载波上的干扰功率；为所有CU在第d个子载波上对第l个D2D用户的总干扰功率；第l个D2D用户在第d个子载波上的频域信号的发射功率为则每个D2D用户的总发射功率为

根据设定的参数值所有D2D用户在子载波上的速率总和可以简化为：

$R=\underset{d=1}{\overset{64}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=1}{\overset{3}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\log }_2(1+\frac{1}{\mathrm{\&sigma;}}{P}_l^d{x}_l^d)$

σ为噪声干扰功率之和，即 $x_l^d=Tr\left({U_l^d}^H{H}_{ll}^d{V}_l^d{V_l^d}^H{H_{ll}^d}^H{U}_l^d\right);$

02)在第d个子载波上由第l个D2D用户的发送端对第k个CU接受端产生的干扰也可以表示为：

$I_{k,l}^d={\mathrm{\&Omega;}}_k^d*Tr\left(G_{l,k}^d{V}_l^d{S}_l^d{V_l^d}^H{G_{l,k}^d}^H\right)$

其中，为第d个子载波对第k个CU的干扰因子系数；可以计算得到其中Φ^d(f)是第d个子载波上的功率谱密度，E_d表示第d个D2D用户的子载波频带中心和第k个CU频带中心之间的频率间隔；符号Tr(A)表示求矩阵A的迹，为1行2列的矩阵，是第d个子载波上第l个D2D用户发送端和第k个CU之间的信道增益矩阵。

03)对D2D用户在子载波上的功率进行优化分配，使得干扰小于干扰阈值的时候R达到最大。包括如下步骤：

a)考虑到每个D2D用户天线上的发射功率都为非负，即任意的l和任意的d均有

b)设定每个D2D用户在可用的所有子载波上的总发射功率满足功率约束条件，即对任意的l有其中，P_l为规定的系统允许每个D2D用户所用的最大功率；

c)设定即确保第k个CU受到D2D用户的总干扰不大于干扰阈值

d)在以上条件的限制下求出D2D用户速率总和的最大值和每个D2D用户在每个子载波上的发射功率即得到下列优化问题：

$\underset{P_l^d}{max}\underset{d=1}{\overset{64}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=1}{\overset{3}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\log }_2(1+\frac{1}{\mathrm{\&sigma;}}{P}_l^d{x}_l^d)$

$s.t.:\underset{d=1}{\overset{64}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_l^d\&le;P_l,\&ForAll;l$

$\underset{d=1}{\overset{64}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=1}{\overset{3}{\mathrm{\&Sigma;}}}{I}_{k,l}^d\&le;I_{th}^k,\&ForAll;l$

图4展示了此发明中的方法和基于频分多址的D2D功率控制方法的D2D用户速率总和相对于干扰阈值变化的仿真图，系统允许每个D2D用户所用的最大功率P_l设定为10dBm。从图4可以看出，本发明所提出的基于干扰对齐的功率控制算法(IA-Based)实现的总速率优于基于FDMA的功率控制算法(FDMA-Based)实现的总速率，干扰阈值时，基于干扰对齐的功率控制算法的所得到的D2D用户系统的总速率和能够提升4bit/s/Hz左右。

具体实施例中选用加性高斯白噪声作为信道的干扰源，但在实际应用中信道的干扰源不限于加性高斯白噪声，还可以包括白噪声，高斯噪声，高斯型白噪声，窄带高斯噪声，正弦信号加窄带高斯噪声等。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种基于干扰对齐的D2D用户的功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定在蜂窝网络系统的某个小区中，有L个D2D用户和K个CU，CU之间通过基站进行通信，D2D用户之间可以无需通过基站直接与彼此进行通信，CU通信和D2D通信均处于工作状态；每个CU的带宽为W且节点为单天线；各个D2D用户的发射天线数目相同为M_T，各个D2D用户的接收天线数目相同为M_R根；每个D2D用户传输数据的符号长度相同，均为n；当蜂窝网络系统的该小区的空闲频带被划分为D个子载波频带时，记每个子载波频带的带宽为Δf，并规定当D2D用户对CU产生的干扰小于最大干扰阈值时，D2D用户可以使用该小区的空闲频带；且D2D用户按MIMO-OFDM通信体制进行通信；假设整个蜂窝网络系统在最佳信道状态信息情况下，设l为D2D用户编号；d为子载波编号；

S1：对D2D用户发送端的信号预编码实现干扰对齐，对D2D用户接收端的信号进行干扰抑制，消除D2D用户之间的干扰；

S2：限定D2D用户对某个CU的干扰不大于系统预先设置的干扰阈值，限定D2D用户的总发射功率不大于系统允许D2D用户所用的最大发射功率，在D2D用户对CU用户的干扰不大于系统的干扰阈值且D2D用户的总发射功率不大于系统设定的最大发射功率的限制条件下，得到每个D2D用户在每个子载波上的最优发射功率，从而使得D2D用户在所有子载波上的数据传输速率总和最大。

2.根据权利要求1所述的一种基于干扰对齐的D2D用户的功率控制方法，其特征在于，S1具体步骤为：

01)令l＝1，d＝1；

02)对D2D用户发送端的信号运用干扰对齐进行预编码，并对D2D用户接收端收到的信号进行干扰抑制，

$rank\left(U_l^{dH}{H}_{ll}^d{V}_l^d\right)=n,\&ForAll;l$ 和(1)

$U_l^{dH}{H}_{lj}^d{V}_j^d=0,\&ForAll;j\&NotEqual;l$ 和(2)

其中，符号rank(A)表示求矩阵A的秩；为M_R行n列的矩阵，是在第d个子载波上应用于第l个D2D用户接收端上的正交线性干扰抑制矩阵；上标H表示矩阵的共轭转置运算；为M_R行M_T列的矩阵，是在第d个子载波上第j个D2D用户发送端到第l个D2D用户接收端信道的频率响应矩阵；特殊地，为在第d个子载波上第l个D2D用户发送端到第l个D2D用户接收端信道的频率响应矩阵；V_l ^d为M_T行n列的矩阵，是第d个子载波上第l个D2D用户发送端上的干扰对齐预编码矩阵；

由式(1)和式(2)计算得到D2D用户发送端的信号预编码矩阵V_l ^d和D2D用户接收端的正交线性干扰抑制矩阵U_l ^d；

03)若d<D，则令d值加1，并返回步骤02)，进行第l个D2D用户在下一个子载波上的预编码矩阵和正交线性干扰抑制矩阵的求解，若d＝D，进入下一步；

04)若l<L，则令l值加1，并令d＝1，进行下一个D2D用户在所有子载波上的预编码矩阵和正交线性干扰抑制矩阵的求解，直至l＝L；

由以上步骤得到所有D2D用户发送端信号的预编码矩阵和接收端的干扰抑制矩阵。

3.根据权利要求2所述的一种基于干扰对齐的D2D用户的功率控制方法，其特征在于，S2具体步骤为：

01)所有D2D用户在所有子载波上的数据传输速率总和可以表示为：

$R=\underset{d=1}{\overset{D}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{l=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\log }_2|I_n+\frac{1}{{\mathrm{\&sigma;}}_{AWGN}^2+{\mathrm{\&Sigma;}}_{k=1}^K{J}_{k,l}^d}{U}_l^{dH}{H}_{ll}^d{V}_l^d{S}_l^d{V}_l^{dH}{H}_{ll}^{dH}{U}_l^d|$

其中，I_n为n阶单位矩阵；为加性高斯白噪声功率；为n阶矩阵，是第l个D2D用户在第d个子载波上输入的频域信号的协方差矩阵；为第k个蜂窝用户对第l个D2D用户在第d个子载波上的干扰功率；为所有CU在第d个子载波上对第l个D2D用户的总干扰功率；第l个D2D用户在第d个子载波上的频域信号的发射功率为则每个D2D用户的总发射功率为

02)在第d个子载波上由第l个D2D用户的发送端对第k个CU接受端产生的干扰表示为：

$I_{k,l}^d={\mathrm{\&Omega;}}_k^d*Tr\left(G_{l,k}^d{V}_l^d{S}_l^d{V}_l^{dH}{G}_{l,k}^{dH}\right)$

其中，为第d个子载波对第k个CU的干扰因子系数，计算式为其中Φ^d(f)为第d个子载波上的功率谱密度，E_d表示第d个D2D用户的子载波频带中心和第k个CU频带中心之间的频率间隔；符号Tr(A)表示求矩阵A的迹；为1行M_T列的矩阵，是第d个子载波上第l个D2D用户发送端和第k个CU之间的信道增益矩阵；

03)对D2D用户在子载波上的发射功率进行优化分配，使得D2D用户对CU的干扰小于干扰阈值的时候R达到最大；

优化问题为：

$s.t.:\underset{d=1}{\overset{D}{\&Sigma;}}{P}_l^d\&le;P_l,\&ForAll;l$

$P_l^d\&GreaterEqual;0,\&ForAll;d$ 和

$\underset{d=1}{\overset{D}{\&Sigma;}}\underset{l=1}{\overset{L}{\&Sigma;}}{I}_{k,l}^d\&le;I_{th}^k,\&ForAll;l$

其中，P_l为规定的系统允许每个D2D用户所用的最大发射功率；为干扰阈值；解优化问题得到每个D2D用户在每个子载波上最优的发射功率P_l ^d，l＝1,2,……,L；d＝1,2,……,D，从而得到D2D用户数据传输速率总和的最大值。