徐勇军^{1, 2},
谷博文¹,
杨洋^1,,,
吴翠先¹,
陈前斌¹,
卢光跃²
1.重庆邮电大学通信与信息工程学院 重庆 400065
2.西安邮电大学陕西省信息通信网络及安全重点实验室 西安 710121
基金项目:国家自然科学基金(61601071)，重庆市自然科学基金(cstc2019jcyj-xfkxX0002)，陕西省信息通信网络及安全重点实验室开放课题(ICNS201904)，重庆市研究生科研创新项目(CYS20251, CYS20253)

详细信息

作者简介:徐勇军：男，1986年生，副教授，硕士生导师，研究方向为D2D通信、异构无线网络资源分配、鲁棒资源分配
谷博文：男，1996年生，硕士生，研究方向为鲁棒资源分配、D2D通信网络资源分配
杨洋：男，1994年生，硕士生，研究方向为认知无线电通信、鲁棒资源分配
吴翠先：女，1965年生，正高级工程师，硕士生导师，研究方向为通信网新技术、信息化行业关键技术
陈前斌：男，1967年生，教授，博士生导师，研究方向为无线通信、多媒体信息传输与处理
卢光跃：男，1971年生，教授，博士生导师，研究方向为移动通信信号处理

通讯作者:杨洋　1056395090@qq.com

中图分类号:TN92

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出版历程

收稿日期:2020-07-16
修回日期:2021-03-11
网络出版日期:2021-04-12
刊出日期:2021-08-10

Robust Energy-efficient Resource Allocation Algorithm in D2D Communication Networks with Imperfect CSI

Yongjun XU^{1, 2},
Bowen GU¹,
Yang YANG^1,,,
Cuixian WU¹,
Qianbin CHEN¹,
Guangyue LU²
1. School of Communication and Information Engineering, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China
2. Shaanxi Key Laboratory of Information Communication Network and Security, Xi’an University of Posts & Telecommunications, Xi’an 710121, China
Funds:The National Natural Science Foundation of China (61601071), The Natural Science Foundation of Chongqing (cstc2019jcyj-xfkxX0002), The Open Funding of Shaanxi Key Laboratory of Information Communication Network and Security (ICNS201904), The Graduate Scientific Research Innovation Project of Chongqing (CYS20251, CYS20253)


摘要
摘要:针对设备到设备(D2D)直连通信网络传统最优资源分配算法在随机信道时延、信道估计误差影响下鲁棒性弱的问题，该文在考虑参数不确定性影响的条件下，提出D2D用户总能效最大的鲁棒资源分配算法。考虑干扰功率门限、用户最小速率需求、最大传输功率和子信道分配约束，建立了下垫式频谱共享模式下多用户D2D网络资源分配模型。基于有界信道不确定性模型，利用最坏准则方法将原非凸鲁棒资源分配问题转换为确定性的凸优化问题。然后利用拉格朗日对偶理论求得资源分配的解析解。仿真结果表明所提出的算法具有很好的鲁棒性。
关键词:D2D通信/
能效最大化/
鲁棒资源分配
Abstract:Due to the impact of random channel delays and channel estimation errors, traditional optimal resource allocation algorithms in Device-to-Device (D2D) communication networks have weak robustness. In this paper, a robust resource allocation algorithm for the energy-efficient maximization of D2D users is proposed under parametric uncertainties. Specifically, a multi-user resource allocation model in the D2D network with an underlay spectrum sharing mode is established under the constraints of the interference power threshold, the minimum rate requirement, the maximum transmit power, and the sub-channel allocation. Based on the bounded channel uncertainty models, the original non-convex robust resource allocation problem is converted into a deterministic and convex one by using the worst-case approach. Accordingly, the analytical solution of the robust resource allocation problem is obtained by using Lagrange dual theory. Simulation results demonstrate the proposed algorithm has good robustness.
Key words:D2D communication/
Energy efficiency maximization/
Robust resource allocation



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