3.3.2　联合模式选择与功率控制算法

综上所述，用户可能选择蜂窝模式和D2D模式进行通信，其中蜂窝模式包括宏模式和毫微微蜂窝模式，D2D模式包括D2D专用模式和D2D复用模式。利用功率控制来保证各用户QoS需求，保证用户正常接收，同时尽可能地减少D2D及FUE对BS造成的干扰，也减少UE对D2D用户的干扰。因此，可以使用联合模式选择与功率控制算法来进行用户之间的通信。

用户通信的模式选择步骤描述如下。

首先，判断所有用户的位置。当两个用户接入不同BS时，由于用户间距离较大，用户的发射功率较小，无法建立正常的D2D通信链路，所以选择通过MBS作为中继来进行数据转发，采用宏蜂窝模式进行通信。当用户接入同一个MBS或FBS时，需要考虑用户之间的距离（dj,r≤d2）是否满足建立D2D通信链路的要求。

其次，若接入同一个MBS，用户之间的距离满足要求，则继续判断系统是否存在足够的资源。若存在充足的频谱资源，则选择专用模式；否则，利用基于ILA的功率控制来确定用户应该选择复用模式还是宏模式。即若用户之间的距离不满足要求（dj,r≤d2），则可将D2D的发送端功率逐渐调到最大，再继续判断是否满足距离的限制条件。若满足限制条件，就按照上述内容继续判断系统资源；若不满足限制条件，则只能选择传统的宏模式进行通信。

同时，由于D2D技术的引入，还需要考虑是否满足UE的QoS，即把dj,B≥d1作为参考衡量标准，若满足就使用复用模式，否则利用基于ILA的功率控制方法将UE的发送端功率逐渐调到最大，再继续判断是否满足QoS的限制条件。

最后，若接入同一个FBS时，用户之间的距离满足要求（dj,r≤d2），则采用D2D复用模式；否则利用基于ILA的功率控制方法更新FBS的通信范围（d3=Ru2），并再次判断用户选择宏模式还是毫微微蜂窝模式。由于FBS本身就是小范围覆盖用户，部署简单、功耗低，所以当用户选择该模式进行通信时，它比MBS更有利于给室内用户提供更好的连通性，具有较好的通信质量，使得边缘用户视频质量也有所改善。

由于我们的重点不是频谱资源可用性问题，故在此不讨论D2D专用模式。为了使系统的和数据率最大化，匹配理论的计算复杂度为O(|N1||N|)[9]，其中N和N1分别为用户数和子信道数。穷举搜索法需要较高的计算复杂度来寻找最优解，即O(|N1||N|)，每次迭代搜索都以指数倍的速度增加。与其他方案相比，该方法具有较低的计算复杂度O(|N|)，且随N线性增加。

综上所述，联合模式选择与功率控制算法的整个流程描述如下。