3.3.1　干扰限制区域划分场景

为了减少干扰，降低计算复杂度，根据ILA将系统干扰划分为三部分[6]，如图3-2所示。在满足UE、D2D及FUE通信质量的前提下，从蜂窝链路、D2D链路和毫微微蜂窝链路的SINR角度出发，根据它们的SINR阈值得到不同的限制区域，分析不同用户之间的距离及发射功率。由于噪声功率与信号功率相比可以忽略不计，因此可以采用SIR来为提出的PC-ILA设定SINR阈值。

1. MBS限制区域

在MBS内共享同一蜂窝资源的所有用户中，UE的优先级要高于D2D用户，也高于FUE。因此，有必要为MBS设置限制区域来保证所复用同一频谱资源的蜂窝链路的QoS。在这种情况下，在MBS接收到的SIR必须大于其阈值。为了抑制D2D用户及FUE对MBS的累积干扰，可以分别得到

式中，为MBS的SIR阈值；和分别表示D2D和FUE在MBS端的SIR。当UEs的发射功率和位置固定时，通过功率控制动态调整MBS的ILA，即尽可能减小DT或FUE到MBS的距离，减少对UE的干扰。假设MBS位于小区中心，其位置坐标记为，UEs的位置坐标记为。另外，DT、FUE的位置坐标分别为、。将、和代入式（3-9）和式（3-10）中，可以得到

如果DT或FUE的发射机距离BS越近，则对MBS的干扰越严重。因此，可以选择距离最近的用户来设置DT或FUE到MBS的限制区域。用和来表示距离MBS最近的DT和FUE，和分别为

将、和代入式（3-11）和式（3-12）中，可以得到

将式（3-15）和式（3-16）进行转换，限制区域可以写成

式中，；。

由式（3-17）和式（3-18）可知，只有当距离dj,B不小于Rd1，距离ds,B不小于Rs1时才能满足蜂窝链路的QoS。因此，DT和FUE应位于ILA-S1之外，ILA-S1是以MBS为中心，半径为d1=max{Rd1, Rs1}的圆形区域。在确定所有用户位置时，以最接近的用户为例，DT的最大发射功率和FUE的最大发射功率分别为

式中，；。

2. D2D限制区域

为了建立D2D通信链路，需要同时满足蜂窝链路和自身链路的QoS要求。在这种情况下，DR的SIR必须大于它自己的目标阈值，其表示为

式中，表示UE在DR处的SIR；为DR的SIR阈值。

由于需要同时满足蜂窝链路和D2D链路自身的QoS要求，下面将D2D限制区域分为两种情况来分析距离与功率的关系。

情况1：当D2D的发射功率及位置固定时，为了减少UE对DR带来的干扰，可以控制UE的最大发射功率。由于UE的传输功率要比FUE大得多，所以只要考虑来自UE的干扰约束。假设DR的位置坐标为LDR=(u,v)，以其为圆心，并将DT及UE的坐标代入式（3-21）中，可以得到

式中，。

从式（3-22）中可以看出，距离di,r不能小于Ru1，因此UE必须位于以LDR=(u,v)为圆心，Ru1为半径的圆外。通过功率控制动态调整D2D的ILA，从而减少对DR的干扰。当UE和D2D的位置确定后，UE的最大发射功率可以表示为

情况2：为了满足D2D链路的通信要求，必须保证DT满足其最小发射功率。通过变换式（3-21），可以得到

式中，，是D2D对之间的最大距离。

由式（3-24）可以得出，DT必须位于ILA-S2之内，ILA-S2是以DR为中心，半径为d2=Rd2的圆形区域。联合考虑式（3-17）和式（3-24），只有当DT位于ILA-S1之外及ILA-S2之内时，才能够建立D2D通信链路。在这种情况下，DT的传输功率非常小，即

3. FBS限制区域

为了保证FUE链路的通信质量，在FBS接收到的SIR应大于其自身的目标阈值，可以得到

式中，是UE在FBS处的SIR；为FBS的SIR阈值。由于UE的传输功率远大于D2D对，因此只需要考虑UE对FUE的干扰约束。同样，通过控制UE的最大传输功率来减少UE对FBS的干扰。FBS的位置坐标记为，取其为圆心，将、和代入式（3-26）中，可得

式中，。

从式（3-27）中可以得到，距离di,f不能小于Ru2，因此UE必须位于ILA-S3之外，ILA-S3是以FBS为中心，半径为d3=Ru2的圆形区域。当所有用户的位置确定后，可以得到UE的最大发射功率，即

因此，根据式（3-19）、式（3-20）、式（3-23）、式（3-28）和约束C2可以分别确定用户的最大发射功率，即

式中，Pj(max)、Ps(max)和Pi(max)分别表示D2D用户、FUE和UE的最大传输功率。