【摘要】：目前正處于一個互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)同步高速發(fā)展的一個時代。在這樣的背景下,下一代通信網(wǎng)絡(luò)除了要滿足超高速的傳輸需求外,還需要應(yīng)對來自于聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的大規(guī)模普及以及在不同的應(yīng)用場景下,用戶不斷增加的網(wǎng)絡(luò)需求對現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)提出的更多挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對現(xiàn)有以及將來網(wǎng)絡(luò)通信中有可能出現(xiàn)的一系列問題,在本文中針對以下幾個方面進行探索解決方案。首先是如何對現(xiàn)有的基站進行減負(fù),即通過其他通信途徑來減少通信基站所承擔(dān)的無線通信負(fù)擔(dān),目前研究并且在應(yīng)用上較為廣泛的包括femtocell和D2D通信等。然后是通過一定的技術(shù)手段提高現(xiàn)有的蜂窩通信系統(tǒng)頻譜利用效率,增大現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)容量,研究重點著眼于非正交多址接入技術(shù)。最后是在現(xiàn)有的通信環(huán)境下如何做到最大化的避免用戶間干擾,提升通信系統(tǒng)用戶隱私安全性保證,在本文中的研究重點將在于搭建通信系統(tǒng)模型過程中建立高效的資源分配策略,及對用戶功率控制方案的詳細分析研究。在本文我的工作核心也是基于以上幾個方面進行了深入的研究探索,在下一代移動通信網(wǎng)絡(luò)中,我研究的主要工作內(nèi)容包括對D2D通信網(wǎng)絡(luò)以及NOMA通信技術(shù)進行了展開研究,重點集中于研究如何采用NOMA技術(shù)來完成通信的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型的搭建,NOMA通信中用戶配對方式對通信系統(tǒng)性能方面的影響,以及在不同的配對方式下NOMA系統(tǒng)采用的算法研究。然后,搭建D2D通信系統(tǒng)融合到蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的系統(tǒng)模型,對該模型進行相應(yīng)的問題規(guī)劃,主要集中于在該模型下提高系統(tǒng)吞吐量并抑制系統(tǒng)中用戶之間的干擾,其中幾種表現(xiàn)較好并應(yīng)用廣泛的資源分配算法,如博弈算法,最佳算法。應(yīng)用這些算法進行系統(tǒng)的仿真,得到系統(tǒng)性能參數(shù),并針對表現(xiàn)較好的最佳算法進一步的改進,提出一種新的雙邊剔除算法。最后,在研究上述兩項技術(shù)后,我們設(shè)計一種可以容納NOMA技術(shù)模型的D2D通信方案,即面向于D2D用戶的NOMA通信技術(shù)策略,建立D2D與NOMA相融合的系統(tǒng)通信模型,在該模型中提出了用戶簇的概念以針對NOMA技術(shù)中相對應(yīng)的概念,嘗試?yán)迷诘谌轮刑岢龅母倪M后的雙邊剔除算法進行仿真,最后經(jīng)過Matlab仿真后得出的數(shù)據(jù)也顯示該算法在降低算法復(fù)雜度的同時,極大的增加了在相同條件下允許接入該通信系統(tǒng)中的D2D用戶簇數(shù)量,并且系統(tǒng)性能表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5
【圖文】：

證來自密集區(qū)域的所有用戶得到配對，未能進入ＮＯＭＡ系統(tǒng)配對發(fā)送的用戶只逡逑能由基站直接通過傳統(tǒng)的通信方式為這些用戶提供通信服務(wù)（Ｓ．邋Ｑｕｒｅｓｈｉ邋ｅｔ逡逑ａｌ．，２０１６），如圖２．１和圖２．２所示。如何處理這種情況下的配對問題是目前ＮＯＭＡ逡逑研宄所面臨的挑戰(zhàn)。逡逑邊緣｝邐邐、調(diào)制＇邐Ｊ逡逑用戶ｌ｜邐＾邐ＡＭＣ邐Ｔ邋用戶逡逑（＿—１邐配對逡逑信道邐功率邐后信逡逑編碼邐分配邐號疊逡逑凋＾邐加發(fā)逡逑中心邐邐＾邋調(diào)制邋邐邐５邋送逡逑用戶Ｉ邐＾邐ＡＭＣ逡逑圖２．１邋ＮＯＭＡ鏈路發(fā)送部分逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ｐａｒｔ邋ｏｆ邋ＮＯＭＡ邋ｌｉｎｋ逡逑邐＾邐ｓｉｃ（串行干邋邐逡逑接收到疊加邐Ｊ擾消除）邐解調(diào)后用戶逡逑信號邋■■■信號解調(diào)，￣邋信號逡逑邐邋譯碼邐邐逡逑邐／逡逑圖２．２邋ＮＯＭＡ鏈路接收部分逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｔｈｅ邋ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ邋ｐａｒｔ邋ｏｆ邋ＮＯＭＡ邋ｌｉｎｋ逡逑在實際生活中，進行基站的建立時需要考慮到基站建設(shè)成本，后期的維護成逡逑本以及基站對周圍用戶的電磁輻射等影響，其選址都會偏向于人流量較少的區(qū)域，逡逑這也就導(dǎo)致了在一個小區(qū)中靠近基站的中心用戶數(shù)量會偏少，而周邊的邊緣用戶逡逑數(shù)量會相對較多，為了能夠讓小區(qū)內(nèi)用戶最大程度的進入到ＮＯＭＡ模式下的通逡逑信網(wǎng)絡(luò)，則在發(fā)送端的用戶配對過程中，小區(qū)的中心用戶需要能夠同時與多個小逡逑區(qū)邊緣用戶進行配對發(fā)送，這時考慮在非重疊頻段來進行多個用戶間的配對發(fā)送逡逑模式。以此實現(xiàn)比傳統(tǒng)的ＮＯＭＡ系統(tǒng)提供更高的容量增益。需要考慮到在這種逡逑特定的情況

證來自密集區(qū)域的所有用戶得到配對，未能進入ＮＯＭＡ系統(tǒng)配對發(fā)送的用戶只逡逑能由基站直接通過傳統(tǒng)的通信方式為這些用戶提供通信服務(wù)（Ｓ．邋Ｑｕｒｅｓｈｉ邋ｅｔ逡逑ａｌ．，２０１６），如圖２．１和圖２．２所示。如何處理這種情況下的配對問題是目前ＮＯＭＡ逡逑研宄所面臨的挑戰(zhàn)。逡逑邊緣｝邐邐、調(diào)制＇邐Ｊ逡逑用戶ｌ｜邐＾邐ＡＭＣ邐Ｔ邋用戶逡逑（＿—１邐配對逡逑信道邐功率邐后信逡逑編碼邐分配邐號疊逡逑凋＾邐加發(fā)逡逑中心邐邐＾邋調(diào)制邋邐邐５邋送逡逑用戶Ｉ邐＾邐ＡＭＣ逡逑圖２．１邋ＮＯＭＡ鏈路發(fā)送部分逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ邋ｐａｒｔ邋ｏｆ邋ＮＯＭＡ邋ｌｉｎｋ逡逑邐＾邐ｓｉｃ（串行干邋邐逡逑接收到疊加邐Ｊ擾消除）邐解調(diào)后用戶逡逑信號邋■■■信號解調(diào)，￣邋信號逡逑邐邋譯碼邐邐逡逑邐／逡逑圖２．２邋ＮＯＭＡ鏈路接收部分逡逑Ｆｉｇ．邋２．２邋Ｔｈｅ邋ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ邋ｐａｒｔ邋ｏｆ邋ＮＯＭＡ邋ｌｉｎｋ逡逑在實際生活中，進行基站的建立時需要考慮到基站建設(shè)成本，后期的維護成逡逑本以及基站對周圍用戶的電磁輻射等影響，其選址都會偏向于人流量較少的區(qū)域，逡逑這也就導(dǎo)致了在一個小區(qū)中靠近基站的中心用戶數(shù)量會偏少，而周邊的邊緣用戶逡逑數(shù)量會相對較多，為了能夠讓小區(qū)內(nèi)用戶最大程度的進入到ＮＯＭＡ模式下的通逡逑信網(wǎng)絡(luò)，則在發(fā)送端的用戶配對過程中，小區(qū)的中心用戶需要能夠同時與多個小逡逑區(qū)邊緣用戶進行配對發(fā)送，這時考慮在非重疊頻段來進行多個用戶間的配對發(fā)送逡逑模式。以此實現(xiàn)比傳統(tǒng)的ＮＯＭＡ系統(tǒng)提供更高的容量增益。需要考慮到在這種逡逑特定的情況

２．２．１傳統(tǒng)配對方式ＮＯＭＡ系統(tǒng)的建立逡逑為了簡化后期算法的仿真，第一步的計劃暫時先建立由一個小區(qū)中心和兩個逡逑小區(qū)邊緣用戶組成的單一小區(qū)系統(tǒng)模型，如圖２．３所示。小區(qū)中心用戶１和兩個逡逑小區(qū)邊緣用戶２和用戶３分別配對以信道增益｜ａｆ，｜ａ２卩和｜ａ３｜２，各個用戶分配的逡逑信道增益大小順序為ｈ邋｜２＞｜ａ２卩□丨ａ３丨２。每條鏈路上的信道被認(rèn)為是信道系數(shù)ａｉ逡逑？ＣＮ邋（０，Ａｉ＝ｃ？ｉ－ｖ），ａ２？ＣＮ邋（０，２２＝ｃ？２－ｖ）和邋ａ３？ＣＮ邋（０，義３＝必－ｖ），基站到用戶邋１，逡逑用戶２和用戶３的鏈路距離分別為必、必和必，并且必ｃｃｆｅＵ必。用ｖ來代表路逡逑徑損耗指數(shù)。逡逑一＾＾邋景廠１邐一，，逡逑／￣ａ邐用戶丨邐用戶２邐＿邐用戶２逡逑ｒｌ邋－邋：邐＾邐：逡逑用邋ｐ±ｊｎ逡逑用戶ｎ－ｌ邐基站（ＢＳ）逡逑圖２．３傳統(tǒng)ＮＯＭＡ模式下的用戶配對策略逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｕｓｅｒ邋ｐａｉｒｉｎｇ邋ｓｔｒａｔｅｇｙ邋ｉｎ邋ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ邋ＮＯＭＡ邋ｍｏｄｅ逡逑根據(jù)ＮＯＭＡ的配對原則，如果兩個或更多用戶的信道增益差異很大，則可逡逑以在同一“時－頻”資源進行配對、分組和復(fù)用。從圖１可以看出，用戶１和用戶２，逡逑用戶３之間的信道增益差別很大，這意味著用戶１可以與用戶２和用戶３配對。逡逑１０逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2746138