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申请/专利权人：大连海事大学

摘要：本发明提供的一种终端直通和无蜂窝异构网络接入模式选择方法，包括以下步骤：采用时分双工操作模式，利用上下行信道互易性，通过上行链路发送的导频信息进行基于终端直通和无蜂窝异构网络的异构网络系统信道估计；通过基于信道估计值的最大比率预编码方案，对下行链路数据传输阶段的传输符号进行预编码，然后利用共轭波束成形方法向用户发送信号；对最大化下行链路通信和速率问题进行建模，采用一种基于图神经网络的用户通信模式选择算法进行求解，得到通信速率最高的用户通信模式，实现终端直通和无蜂窝异构网络接入模式选择，实现下行链路的通信速率的提高。

主权项：1.一种终端直通和无蜂窝异构网络接入模式选择方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用时分双工操作模式，利用上下行信道互易性，通过上行链路发送的导频信息进行基于终端直通和无蜂窝异构网络的异构网络系统信道估计；S2、通过基于信道估计值的最大比率预编码方案，对下行链路数据传输阶段的传输符号进行预编码，然后利用共轭波束成形方法向用户发送信号；S3、对最大化下行链路通信和速率问题进行建模，采用一种基于图神经网络的用户通信模式选择算法进行求解，得到通信速率最高的用户通信模式，实现终端直通和无蜂窝异构网络接入模式选择；所述通过基于信道估计值的最大比率预编码方案，对下行链路数据传输阶段的传输符号进行预编码，然后利用共轭波束成形方法向用户发送信号的具体过程为：S21、在下行链路数据传输阶段，接入点m处和发射机i处根据信道估计的结果使用波束成形对将要传输给用户k的数据进行预编码，第m个接入点发送的信号为： 第i个发射机发送的信号为： ，其中，是建立终端直通D2D通信链路的二进制变量，，是发送给第k个用户的符号，并且，，和是归一化下行链路信噪比，是第m个接入点到第k个用户间下行链路的功率控制系数，是第i个发射机到第k个用户间下行链路的功率控制系数；和采用了共轭波束技术，在信号传输部分中，和表示对信道估计的共轭形式；功率控制系数的选择需要满足每个接入点的功率约束： 也表示为：，，，表示为信道系数估计值和的均方，只考虑用户接入模式选择，所以发射机采用最大发射功率，接入点采用全功率发射，对于第m个接入点，对每个用户的发射功率都是一样的;通过前传链路传输信号时需要进行信号压缩，这反过来又导致伴随传输信号的压缩失真噪声，压缩后的信号定义为： 其中:与无关，表示加性失真噪声，服从均值为0和方差为Q的复高斯分布，容量为的前传链路中要传输的信息量表示为微分熵的函数： ，其中：表示和间的互信息，表示微分熵函数，由此得到量化噪声功率： ，在无蜂窝与D2D通信异构系统中的下行链路数据传输阶段，所有接入点同时在同一时间频率资源上发送数据信号到用户；S22、无蜂窝网络用户接收到的信号为： D2D用户接收到的信号为： 其中，和分别是第k个无蜂窝网络用户和第k个D2D用户的加性噪声；假设每个用户都知道信道统计信息，接收信号写成： 这里， ；其中，表示第k个用户期望信号的强度，表示波束成形增益的不确定性，表示来自个无蜂窝网络用户的干扰，表示来自i个发射机的干扰，表示量化噪声失真功率；第k个无蜂窝网络用户下行通信速率表达式为： 其中，指的是第k个用户在下行链路的可达速率，表示为信道系数估计值的均方，同理推导出第k个D2D用户下行链路的信干噪比表达式为： 进一步，得到第k个D2D用户的下行链路通信速率： 。

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