【摘要】：隨著下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,終端設(shè)備與應(yīng)用程序的數(shù)量呈現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng),如何在有限的頻譜資源中獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、更廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍以及更高的頻譜資源利用率成為了學(xué)者們共同的研究目標(biāo),設(shè)備到設(shè)備通信(Device-to-Device,D2D)等前沿通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。設(shè)備到設(shè)備通信是指通信網(wǎng)絡(luò)中鄰近設(shè)備之間直接通信的技術(shù),目前已被列為第五代移動(dòng)通信(The 5th Generation,5G)的關(guān)鍵技術(shù)之一。D2D通信技術(shù)的引入,可以有效地提高頻譜利用率、降低傳輸時(shí)延、擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋、提高系統(tǒng)吞吐量,但同時(shí)D2D通信技術(shù)也會(huì)因頻譜資源復(fù)用而產(chǎn)生更加復(fù)雜的干擾情況。因此,只有進(jìn)行有效的無(wú)線(xiàn)資源管理才能發(fā)揮出D2D通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。本文基于以上背景,主要研究了在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中如何合理地為D2D用戶(hù)選擇通信模式以及分配頻譜資源的相關(guān)技術(shù)和解決方案。本文主要工作以及創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下:1、本文介紹了D2D通信技術(shù)的概念和主要的增益特性,并與其他短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)進(jìn)行了多方面的比較。然后分析了D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)與會(huì)話(huà)建立過(guò)程,研究了D2D用戶(hù)復(fù)用頻譜資源的四種干擾場(chǎng)景以及D2D通信技術(shù)的四種通信模式,同時(shí)對(duì)D2D用戶(hù)更適合復(fù)用上行鏈路資源的原因進(jìn)行了分析。另外,本文還總結(jié)了可以解決干擾問(wèn)題的功率控制方法以及D2D通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。2、針對(duì)D2D用戶(hù)采用蜂窩模式時(shí)通信服務(wù)質(zhì)量不佳,而隨機(jī)復(fù)用宏用戶(hù)(Macro User Equipment,MUE)資源則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾的問(wèn)題,本文引入拍賣(mài)模型中的VCG(Vickrey-Clarke-Groves)拍賣(mài),提出了一種基于位置限制和VCG拍賣(mài)的D2D用戶(hù)通信模式選擇方案。根據(jù)MUE和D2D接收端的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)確定位置限制范圍,將MUE進(jìn)行集合劃分。然后在D2D用戶(hù)可復(fù)用的MUE集合中,利用VCG拍賣(mài)為D2D用戶(hù)確定通信模式,為采用復(fù)用模式的D2D用戶(hù)選擇最佳復(fù)用對(duì)象。仿真結(jié)果表明,本文所提出的算法能夠?yàn)镈2D用戶(hù)選擇最優(yōu)的通信模式,顯著改善D2D用戶(hù)性能,提高了頻譜利用率,提高了系統(tǒng)的吞吐量。3、針對(duì)D2D用戶(hù)數(shù)遠(yuǎn)大于鏈路資源數(shù)的情況,本文提出了一種基于位置限制的D2D用戶(hù)分簇資源分配方案。首先,根據(jù)D2D接收端的信干噪比確定位置限制范圍,并與D2D用戶(hù)對(duì)之間的距離作對(duì)比,構(gòu)建出干擾拓?fù)鋱D,采用圖著色理論對(duì)D2D用戶(hù)進(jìn)行分簇。然后,為了滿(mǎn)足D2D用戶(hù)和宏用戶(hù)的QoS需求,對(duì)D2D用戶(hù)簇進(jìn)行篩選、重構(gòu)。最后為D2D用戶(hù)簇分配最優(yōu)頻譜資源進(jìn)行復(fù)用。仿真結(jié)果表明,本文所提出的算法能夠有效地提高D2D用戶(hù)的接入率,提高頻譜利用率和系統(tǒng)的吞吐量。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

戶(hù)間的直接通信距離比兩個(gè)用戶(hù)各自到基站的距離長(zhǎng)時(shí)，圖 2.7 是小區(qū)內(nèi) 100 個(gè)用戶(hù)按照上述方案進(jìn)行模式選擇的 D2D 鏈路，綠色線(xiàn)代表蜂窩鏈路。仿真結(jié)果取 1000 次蒙得出了兩種通信方式的平均鏈路長(zhǎng)度和數(shù)量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如

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本文編號(hào)：2721801