D2D（device to device）作為5G通信的核心技術(shù),在滿足用戶通信需求與提高用戶連通數(shù)量等方面具有至關(guān)重要的作用。針對傳統(tǒng)復(fù)用算法的系統(tǒng)中斷概率過高和用戶資源消耗較大的問題,提出一種基于窮舉搜索的D2D資源分配算法。該算法引入窮舉搜索法初步確定用戶發(fā)射功率;同時參考蜂窩與D2D用戶狀態(tài)以確定復(fù)用組合;應(yīng)用調(diào)整功率步驟降低中斷概率。仿真結(jié)果表明,小蜂窩用戶數(shù)時基于窮舉搜索的D2D資源分配算法相比于傳統(tǒng)算法,在多D2D用戶數(shù)情況下的連通概率平均提高了15.7%,用戶資源消耗平均降低了10.5%。 

【文章來源】：計算機應(yīng)用研究. 2019,36(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

2D系統(tǒng)復(fù)用模型2基于窮舉搜索的D2D資源分配算法

時統(tǒng)計結(jié)果來看，引入調(diào)整功率步驟的NESM在連通性能相比ESM，通信成功概率平均提高了15．7%。圖3展示了含有30個蜂窩用戶時的通信成功概率�？梢钥闯鲆胝{(diào)整功率的NESM與ESM均出現(xiàn)了成功概率下降，趨勢與小用戶數(shù)(蜂窩用戶為10個)時是一致的，但當(dāng)D2D對用戶數(shù)達到最大蜂窩用戶數(shù)時成功概率為0．513，相比于小用戶數(shù)(概率為0．714)時概率出現(xiàn)了下降。圖2不同D2D用戶數(shù)時的連通率圖3大用戶數(shù)時的連通率圖4展示了系統(tǒng)中D2D用戶對數(shù)達到了最大的蜂窩用戶數(shù)時的連通概率�？梢钥闯鲭S著系統(tǒng)中最大蜂窩用戶數(shù)的上升，連通概率有下降趨勢，所以NESM在小用戶數(shù)時性能較好。從仿真中可看出連通性能會隨著系統(tǒng)中最大用戶數(shù)的上升而下降。但NESM相比于未引入調(diào)整功率的ESM連通性能仍具有較大提升空間。圖5對比了不同算法的蜂窩與D2D用戶發(fā)射功率的平均值。引入了調(diào)整功率步驟的NESM相比ESM，在保持較高連通率的情況下可以使發(fā)射功率更小，使功率平均降低了10．5%。這是因為調(diào)整功率步驟的初始值設(shè)置為最低功率，使被改變的復(fù)用組合的發(fā)射功率可以迭代至達到滿足QoS要求的最低發(fā)射功率值。圖4D2D與蜂窩用戶數(shù)相等時的連通率圖5蜂窩與D2D用戶的平均發(fā)射功率圖6展示了NESM的不同功率間隔γ的平均連通率對比。在不同的功率間隔中可以看出，γ的數(shù)值越低，其中斷概率越低，復(fù)用連通概率就越高。這是因為γ越小，執(zhí)行的迭代次數(shù)就越多，能得到的功率值就越多，獲得合適的發(fā)射功率的可能性就越大。圖7展示了ESM與NESM的平均吞吐量對比，可以看出，隨著D2D對用

孀畔低持兇畬笥沒??納仙??下降。但NESM相比于未引入調(diào)整功率的ESM連通性能仍具有較大提升空間。圖5對比了不同算法的蜂窩與D2D用戶發(fā)射功率的平均值。引入了調(diào)整功率步驟的NESM相比ESM，在保持較高連通率的情況下可以使發(fā)射功率更小，使功率平均降低了10．5%。這是因為調(diào)整功率步驟的初始值設(shè)置為最低功率，使被改變的復(fù)用組合的發(fā)射功率可以迭代至達到滿足QoS要求的最低發(fā)射功率值。圖4D2D與蜂窩用戶數(shù)相等時的連通率圖5蜂窩與D2D用戶的平均發(fā)射功率圖6展示了NESM的不同功率間隔γ的平均連通率對比。在不同的功率間隔中可以看出，γ的數(shù)值越低，其中斷概率越低，復(fù)用連通概率就越高。這是因為γ越小，執(zhí)行的迭代次數(shù)就越多，能得到的功率值就越多，獲得合適的發(fā)射功率的可能性就越大。圖7展示了ESM與NESM的平均吞吐量對比，可以看出，隨著D2D對用戶數(shù)的提升，兩種算法在平均吞吐量上均有提升。但是NESM在復(fù)用對數(shù)越來越高時的上升幅度沒有ESM快，這是因為NESM是基于降低中斷概率為目標(biāo)設(shè)計的，在降低中斷概率時降低了發(fā)射功率，而發(fā)射功率影響終端接收信噪比，進而影響系統(tǒng)平均吞吐量。圖6平均連通概率與γ的關(guān)系圖7不同算法的平均吞吐量4結(jié)束語基于窮舉搜索的D2D資源分配算法引入了功率控制模塊，在降低系統(tǒng)中斷概率方面具有良好的性能，而且隨著發(fā)射功率的降低也降低了用戶能源消耗。相比于傳統(tǒng)方法，新型窮舉功率控制算法在保持通信用戶滿足QoS的條件下，達到了更高的系統(tǒng)連通率與更低的用戶發(fā)射功率。由于新型窮舉功率控制算法使用用戶信噪比矩陣進行判斷，

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3046071