CN113411785B - 一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法及装置；其中，方法包括：构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过各链路的传输功率范围与最优传输功率的比较确定各链路的传输功率。通过本发明方法及装置能够以最小能耗控制实现Overlay D2D网络系统之间的信息传递。

Description

一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法及装置
技术领域
本发明涉及D2D网络通信技术领域，尤其涉及一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法及装置。
背景技术
基于视频流数据的爆炸性增长和请求特性以及无线设备越来越大的存储空间，研究者提出一种新的架构，其核心是在数据请求的低峰阶段将互联网内容存储在无线接入网络的基础设施中，例如基站和移动设备中；在数据请求的高峰阶段，使用临近的辅助节点，即微型基站或者移动设备，通过建立蜂窝链路或者D2D链路为请求用户服务，这样能够重复使用缓存的内容。
无线D2D缓存网络的系统容量随着移动用户数量的增长和用户存储能力的提升而增长，而不用部署额外的网络设施。使用这种新型的网络架构，解决了回程链路容量对异构网络的限制，减小了用户传输过程中的干扰，缓解了网络流量负载压力，提高了频谱利用率，降低了用户获取网络内容的时延，降低了能耗，能够极大的提升无线网络的系统性能，具有重要研究意义。
发明内容
本发明提出了一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法及装置，能够以最小能耗控制实现Overlay D2D网络系统之间的信息传递；其中，本发明的一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法包括：构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于所述总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过所述各链路的传输功率范围与所述最优传输功率的比较确定各链路的传输功率。
在一个或多个实施例中，基于所述总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率包括：基于每条D2D链路当前的信道状态和链路距离计算所述最优传输功率。
在一个或多个实施例中，所述通过所述各链路的传输功率范围与所述最优传输功率的比较确定各链路的传输功率，包括：若所述最优传输功率小于对应链路的传输功率范围的最小值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最小值进行信息传输；若所述最优传输功率大于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最大值进行信息传输；若所述最优传输功率大于等于对应链路的传输功率范围的最小值，且小于等于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以所述最优传输功率进行信息传输。
在一个或多个实施例中，所述构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，包括：对Overlay D2D网络系统中的各链路工作模式进行建模以获得链路工作模式模型；基于所述工作模式模型，采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型；根据每条D2D链路的工作模式为其分配特定的带宽，并基于所述调度模型以及各链路在对应工作模式下的特定的带宽构建所述Overlay D2D网络系统的总耗能模型。
在一个或多个实施例中，所述方法还包括：在采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型时，采用预设的噪比门限和功率约束条件对统计的链路进行筛选。
本发明的一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制装置，包括：自动建模分析模块，配置用于构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于所述总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；以及传输功率控制模块，配置用于获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过所述各链路的传输功率范围与所述最优传输功率的比较确定各链路的传输功率。
在一个或多个实施例中，自动建模分析模块进一步配置用于基于每条D2D链路当前的信道状态和链路距离计算所述最优传输功率。
在一个或多个实施例中，所述传输功率控制模块配置用于：若所述最优传输功率小于对应链路的传输功率范围的最小值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最小值进行信息传输；若所述最优传输功率大于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最大值进行信息传输；若所述最优传输功率大于等于对应链路的传输功率范围的最小值，且小于等于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以所述最优传输功率进行信息传输。
在一个或多个实施例中，所述自动建模分析模块配置用于：对Overlay D2D网络系统中的各链路工作模式进行建模以获得链路工作模式模型；基于所述工作模式模型，采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型；根据每条D2D链路的工作模式为其分配特定的带宽，并基于所述调度模型以及各链路在对应工作模式下的特定的带宽构建所述Overlay D2D网络系统的总耗能模型。
在一个或多个实施例中，所述自动建模分析模块配置用于在采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型时，采用预设的噪比门限和功率约束条件对统计的链路进行筛选。
本发明的有益效果包括：本发明通过构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；而后获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过各链路的传输功率范围与最优传输功率的比较确定各链路的传输功率，能够以最小能耗控制实现Overlay D2D网络系统之间的信息传递。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为本发明的一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法的工作流程图；
图2为具有不同D2D用户密度的不同D2D网络系统中的平均传输能耗曲线图；
图3为本发明的一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明通过对Overlay D2D网络系统(一种不复用客户端单元的频带资源的D2D网络系统)进行建模分析发现，在一个确定的Overlay D2D网络系统中每条D2D链路的最优传输功率与其带宽分配无关，而只与每条D2D链路当前的信道状态和链路距离有关。同时每条D2D链路的传输功率是不相关的，因而每条D2D链路取最优传输功率时，系统总体上耗能最低。然而，在实际应用中，由于Overlay D2D网络系统的组成复杂，各组成节点的传输能力不同，导致各节点之间链路的传输功率与通过建模获得的最优传输功率这一理论值可能有所差异。在此基础上，本发明提出了一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法，具体步骤如下：
请参见附图1，图1为本发明的一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法的工作流程图。在本实施例中，本发明的方法包括：步骤S1、构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；步骤S2、获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过各链路的传输功率范围与最优传输功率的比较确定各链路的传输功率。其中，步骤S1中的最优传输功率为理论值，并与Overlay D2D网络系统对各链路的带宽分配无关，而只与链路当前的信道状态和链路距离有关，同时每条D2D链路的最优传输功率互不相关。其中，基于所述总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率包括：基于每条D2D链路当前的信道状态和链路距离计算所述最优传输功率。
在进一步的实施例中，本发明在上述建模分析中还发现，Overlay D2D网络系统的总耗能模型存在以上述最优传输功率为分界点的单调性区间，根据这一发现，步骤S2的具体步骤包括若所述最优传输功率小于对应链路的传输功率范围的最小值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最小值进行信息传输；若所述最优传输功率大于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最大值进行信息传输；若所述最优传输功率大于等于对应链路的传输功率范围的最小值，且小于等于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以所述最优传输功率进行信息传输。通过本实施例。本发明能够以最小能耗控制实现Overlay D2D网络系统之间的信息传递。
在另一个实施例中，本发明构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型的过程包括：对Overlay D2D网络系统中的各链路工作模式进行建模以获得链路工作模式模型；基于工作模式模型，采用IPPM算法统计Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型；根据每条D2D链路的工作模式为其分配特定的带宽，并基于调度模型以及各链路在对应工作模式下的特定的带宽构建Overlay D2D网络系统的总耗能模型。其中，在采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型时，采用预设的噪比门限和功率约束条件对统计的链路进行筛选以在保证解的可靠性的情况下，降低算法的复杂度。以下将对本发明的建模过程及分析过程进行详细说明：
(1)D2D用户工作模式建模及分析
在本发明中，使用λd表示蜂窝小区中D2D用户的密度，D2D用户在小区中是随机分布的，Rb表示蜂窝小区的半径。在蜂窝小区中某一时刻，D2D用户的状态是确定的，活跃的D2D用户作为请求用户向临近用户请求网络内容，非活跃用户作为服务用户传输数据；使用表示D2D请求用户的集合，其中为小区中D2D请求用户的数目；使用表示D2D服务用户的集合，其中为小区中D2D服务用户的数目。本发明使用Nr×Nf维矩阵A表示D2D请求用户请求的网络内容，若Aj,n＝1，表示D2D请求用户j请求网络内容Fn；反之，则Aj,n＝0。本发明假设D2D请求用户每次只能请求一个网络数据，即使用Nr×Nf维矩阵RC表示D2D请求用户缓存的数据文件，若RCj,n＝1，表示D2D请求用户j缓存了数据文件Fn；反之，则RCj,n＝0。使用Ns×Nf维矩阵SC表示D2D服务用户缓存的数据文件，若SCm,n＝1，表示D2D服务用户m缓存了数据文件Fn；反之，则SCm,n＝0。由于D2D用户缓存空间大小的约束，必须满足D2D用户缓存的文件内容数目小于等于D2D用户的缓存大小，即和使用Nr×Ns维矩阵D表示D2D请求用户j和D2D服务用户m的通信距离是否小于Rd，若Dj,m＝1，则表示D2D请求用户j和D2D服务用户m的通信距离小于等于Rd；反之则Dj,m＝0。
D2D请求用户无需通过基站就能获取网络内容的情况有以下2种：
1)D2D请求用户在本地缓存中找到请求的网络内容。在这种情况下无需建立D2D链路，就可以获取网络文件。本发明使用ζj表示D2D请求用户j是否在本地缓存中找到请求的网络内容，若ζj＝1，则表示D2D请求用户j在本地缓存中找到请求的网络内容；反之，则ζj＝0。ζj的定义如式(1)所示：
其中，若Aj,nRCj,n＝1，则表示D2D请求用户j请求网络内容Fn，同时其本地存储中缓存了网络内容Fn；反之，Aj,nRCj,n＝0。
2)D2D请求用户在其临近用户的缓存中找到请求的网络内容，并且满足信噪比门限，则建立D2D链路完成传输。在D2D请求用户的最大通信距离Rd内，可以找到多个缓存其请求的网络数据的D2D服务用户，这些用户构成D2D候选服务用户集合。本节使用κj,m表示D2D请求用户j是否可以由D2D服务用户m服务，若κj,m＝1，则D2D请求用户j可以由D2D服务用户m服务；反之，κj,m＝0。κj,m的定义如式(2)所示：
其中，若Aj,nSCm,n＝1，则表示D2D请求用户j请求网络内容Fn，同时D2D服务用户m缓存了网络内容Fn；反之，Aj,nSCm,n＝0。本发明使用表示D2D请求用户j的候选服务用户集合，如果κj,m＝1，则D2D服务用户反之，D2D服务用户
(2)D2D网络系统调度模型建模及分析
在优化系统消耗的总能量之前，本发明首先确定D2D链路的状态，即确定D2D请求用户的服务用户。为了减小基站的回程链路负载，节省系统的能量消耗，应尽可能地接入更多的满足信噪比门限和功率约束的D2D链路。D2D链路的调度问题可用数学表达式(3)表示：
其中，式3(a)表示单一D2D请求用户只能由单一D2D服务用户提供服务，单一D2D服务用户只能服务单一D2D请求用户；若ρj,m＝1，则表示D2D请求用户j由D2D服务用户m提供服务；反之，ρj,m＝0。式3(b)为D2D链路的信噪比约束，θ为D2D链路的信噪比门限，其中，
为D2D请求用户j的链路信噪比。问题P1为组合问题，且只含有一个变量ρj,m，本发明采用IPPM(Inverse Popularity Priority Matching)算法求解问题P1(D2D链路的调度问题)，能够在保证求解的可靠性的情况下，降低算法的复杂度。
在IPPM算法中，本发明首先确定潜在的D2D链路，使用Nr×Ns维矩阵PL表示：若D2D服务用户m和D2D请求用户j满足条件κj,m＝1，同时，若
其中，Pmax为D2D链路的最大发射功率，hm,j为D2D服务用户m和请求用户j的小尺度衰落信道的信道增益，dm.j为用户m和用户j之间的通信距离，α为路径损耗指数，σ为高斯白噪声的均值；若γm,j≥D2D链路的信噪比门限θ，则表示D2D服务用户m和D2D请求用户j可以建立D2D链路，设定PLj,m＝1；反之，PLj,m＝0。然后，依次按上述步骤确定潜在链路矩阵PL。为了匹配更多的D2D链路，本发明首先从潜在链路最少的D2D请求用户开始，为其匹配潜在链路最少的D2D服务用户，这样可以在没有迭代的情况下获得更好的匹配成功率。IPPM算法的具体步骤如算法1所示。
(3)Overlay D2D网络系统的总耗能模型建模及分析(带宽分配与功率控制)
在确定D2D请求用户的服务用户后，每条D2D链路的状态已经确定，本发明研究所有D2D链路完成传输消耗的总能量，根据每条D2D链路的状态为其分配特定的带宽，同时进行功率控制，提高系统的能量效率，数学表达式如式(4)所示：
其中，目标函数E为系统调度的D2D链路完成传输消耗的总能量，Pj为D2D链路的传输功率，Pc为发射用户的电路功率，ζj和ρj,m表示D2D链路的状态，为确定不变的参数，若D2D请求用户j成功地建立D2D链路获得服务，则反之，式4(a)为D2D链路的传输功率约束，为了满足D2D链路的信噪比门限，D2D链路j的传输功率必须满足其中
。式4(b)为系统带宽约束，wj为系统分配给D2D链路j的带宽，W为系统分配给D2D链路的总带宽。系统消耗的总能量E关于带宽分配wj的一阶偏导数和二阶偏导数如式(5)和(6)所示：
所以，系统调度的D2D链路完成传输消耗的总能量E为带宽分配wj的凸函数。系统消耗的总能量E关于传输功率Pj的一阶偏导数如式(7)所示：
其中H(Pj)的表达式如式(8)所示，H(Pj)的一阶导数如式(9)所示：
通过以上分析可得，H(Pj)为单调递增函数，
其中，H(+∞)＝+∞，所以H(Pj)存在一个零点使得
。当时，
；当时，
，所以E随着传输功率Pj的增大先减小后增大，E在处取最小值。由的表达式可知，每条D2D链路的最优传输功率与带宽分配wj无关，只与每条D2D链路当前的信道状态和链路距离有关。同时每条D2D链路的传输功率是不相关的，因而每条D2D链路取最优传输功率时系统中总能量最优。本发明首先使用拉格朗日乘子法确定最优带宽分配wj与传输功率Pj的关系，然后将问题P2转化为关于Pj的优化问题求解最后根据Pj与wj的关系得出最优带宽分配
系统调度的D2D链路完成传输消耗的总能量E的拉格朗日函数如式(10)所示：
通过使用KKT条件，得出最优带宽分配满足式(11)：
本发明根据λ的取值不同，分析带宽分配wj的最优解情况：
1)若λ＝0，则问题P4无解；
2)若λ≠0；则根据得出wj和λ的表达式分别如式(12)和(13)所示：
将式(12)代入式(13)即可得出wj和Pj的关系，如式(14)所示：
将wj和Pj的关系式(14)代入问题P2得出系统中调度的D2D链路完成传输消耗的总能量E如式(15)所示：
目标函数E的一阶导数如式(16)所示：
其中，h(Pj)的表达式如式(17)所示：
H(Pj)为单调递增函数，本发明使用二分搜索算法求解H(Pj)的零点，也就是的零点将代入式(13)即可得出最优拉格朗日乘子λ*。由于D2D链路的最优传输功率必须满足所以本发明通过以下步骤确定D2D链路的最优传输功率
1)若则
2)若则
3)若则
然后，将D2D链路的最优传输功率代入wi和Pj的关系式(14)得出系统最优带宽分配
通过以上建模及建模分析，本发明证明了每条D2D链路的最优传输功率与带宽分配无关，只与每条D2D链路当前的信道状态和链路距离有关；同时每条D2D链路的传输功率是不相关的，因而每条D2D链路取最优传输功率时系统中总耗能量最优。
为了验证本发明方法在具有不同D2D用户密度的Overlay D2D网络系统中的情况，本发明还进行了相关实验，实验结果请参见图2；其中，图2为具有不同D2D用户密度的不同D2D网络系统中的平均传输能耗曲线图。图2中示出了本发明对三种D2D网络系统的比较，三种D2D网络分别为普通D2D网络系统、Overlay D2D网络系统以及应用了本发明方法的Overlay D2D网络系统；由图2可以看出，三种方案均随着D2D用户密度的增大呈现平均传输能耗下降的趋势，其中，普通D2D网络系统受D2D用户密度的影响较为明显，而Overlay D2D网络系统以及应用了本发明方法的Overlay D2D网络系统则受D2D用户密度的影响较小，并且应用本发明方法后的Overlay D2D网络系统明显较未应用本发明方法的Overlay D2D网络系统的平均能耗更低。
在上述各实施例中方法的基础上，本发明还提出了一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制装置，具体请参见附图3：
图3为本发明的一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制装置的结构示意图。在本实施例中，Overlay D2D网络系统的最小能耗控制装置包括：自动建模分析模块100，配置用于构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；以及传输功率控制模块200，配置用于获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过各链路的传输功率范围与最优传输功率的比较确定各链路的传输功率。在一个或多个实施例中，自动建模分析模块进一步配置用于基于每条D2D链路当前的信道状态和链路距离计算所述最优传输功率。
在进一步的实施例中，传输功率控制模块200配置用于：若最优传输功率小于对应链路的传输功率范围的最小值，则确定对应链路以其传输功率范围的最小值进行信息传输；若最优传输功率大于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定对应链路以其传输功率范围的最大值进行信息传输；若最优传输功率大于等于对应链路的传输功率范围的最小值，且小于等于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定对应链路以所述最优传输功率进行信息传输。
在进一步的实施例中，自动建模分析模块100配置用于：对Overlay D2D网络系统中的各链路工作模式进行建模以获得链路工作模式模型；基于工作模式模型，采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型；根据每条D2D链路的工作模式为其分配特定的带宽，并基于调度模型以及各链路在对应工作模式下的特定的带宽构建Overlay D2D网络系统的总耗能模型。
在进一步的实施例中，自动建模分析模块100配置用于在采用IPPM算法统计Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型时，采用预设的噪比门限和功率约束条件对统计的链路进行筛选。
本发明通过自动建模分析模块100构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；而后通过传输功率控制模块200获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过各链路的传输功率范围与最优传输功率的比较确定各链路的传输功率，能够以最小能耗控制实现Overlay D2D网络系统之间的信息传递。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法，其特征在于，所述方法包括：
构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于所述总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；
获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过所述各链路的传输功率范围与所述最优传输功率的比较确定各链路的传输功率；
其中，所述构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，包括：对Overlay D2D网络系统中的各链路工作模式进行建模以获得链路工作模式模型；基于所述工作模式模型，采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型；根据每条D2D链路的工作模式为其分配特定的带宽，并基于所述调度模型以及各链路在对应工作模式下的特定的带宽构建所述Overlay D2D网络系统的总耗能模型；
所述基于所述总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率包括：基于每条D2D链路当前的信道状态和链路距离计算所述最优传输功率；
所述通过所述各链路的传输功率范围与所述最优传输功率的比较确定各链路的传输功率，包括：若所述最优传输功率小于对应链路的传输功率范围的最小值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最小值进行信息传输；若所述最优传输功率大于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最大值进行信息传输；若所述最优传输功率大于等于对应链路的传输功率范围的最小值，且小于等于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以所述最优传输功率进行信息传输。
2.如权利要求1所述的Overlay D2D网络系统的最小能耗控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
在采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型时，采用预设的噪比门限和功率约束条件对统计的链路进行筛选。
3.一种Overlay D2D网络系统的最小能耗控制装置，其特征在于，包括：
自动建模分析模块，配置用于构建Overlay D2D网络系统调度D2D链路进行传输的总耗能模型，并基于所述总耗能模型获得Overlay D2D网络系统的最优传输功率；以及
传输功率控制模块，配置用于获取Overlay D2D网络系统中各链路的传输功率范围，并通过所述各链路的传输功率范围与所述最优传输功率的比较确定各链路的传输功率；
其中，所述自动建模分析模块进一步配置用于：对Overlay D2D网络系统中的各链路工作模式进行建模以获得链路工作模式模型；基于所述工作模式模型，采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型；根据每条D2D链路的工作模式为其分配特定的带宽，并基于所述调度模型以及各链路在对应工作模式下的特定的带宽构建所述Overlay D2D网络系统的总耗能模型；
所述自动建模分析模块进一步配置用于基于每条D2D链路当前的信道状态和链路距离计算所述最优传输功率；
述传输功率控制模块进一步配置用于：若所述最优传输功率小于对应链路的传输功率范围的最小值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最小值进行信息传输；
若所述最优传输功率大于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以其传输功率范围的最大值进行信息传输；
若所述最优传输功率大于等于对应链路的传输功率范围的最小值，且小于等于对应链路的传输功率范围的最大值，则确定所述对应链路以所述最优传输功率进行信息传输。
4.如权利要求3所述的Overlay D2D网络系统的最小能耗控制装置，其特征在于，所述自动建模分析模块还配置用于在采用IPPM算法统计所述Overlay D2D网络系统在对应链路工作模式下的链路以构建调度模型时，采用预设的噪比门限和功率约束条件对统计的链路进行筛选。
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