本文選題：D2D通信 + 功率控制　； 參考：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：新一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)正向更廣的覆蓋范圍、更大的資源利用率、更高的系統(tǒng)容量以及綠色節(jié)能的目標(biāo)發(fā)展。然而,蜂窩移動(dòng)通信可用的頻譜資源十分有限,如何在有限的頻譜資源條件下實(shí)現(xiàn)上述發(fā)展目標(biāo)成為業(yè)界的研究重點(diǎn)。業(yè)界主張將D2D通信技術(shù)引入到蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,旨在增加系統(tǒng)的頻譜利用率、提升系統(tǒng)容量、減輕基站負(fù)荷、降低設(shè)備功耗等。本文主要對(duì)嵌入D2D通信技術(shù)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基于功率效率的功率控制開展了一系列探索性研究。首先,針對(duì)基于非協(xié)作博弈迭代算法在求解時(shí)僅最大化每個(gè)終端所能達(dá)到的功率效率,而并沒有顧及整體的優(yōu)化目標(biāo)這一不足,提出一種基于SINR增量迭代的求解算法。該算法的基本思想是:采用分步迭代的方式,在每次迭代過程中增加D2D通信接收端的SINR或者增加蜂窩通信接收端的SINR,或者同時(shí)增加D2D通信接收端與蜂窩通信接收端的SINR,使得優(yōu)化模型的效用函數(shù)得到提高;而選擇增加哪類設(shè)備的SINR則取決于增加該設(shè)備的SINR所帶來的收益情況,我們用前后兩次迭代中效用函數(shù)的增加量來代表收益,收益越大,則增加其SINR。該算法是一種基于部分遍歷的做法,通過有選擇性的增加設(shè)備的SINR使得遍歷過程朝著效用函數(shù)逐漸增大的方向前進(jìn),該算法不依賴于特定的效用函數(shù),具有普適性,可作為在有限時(shí)間復(fù)雜度內(nèi)的次優(yōu)解求解方案。然后,重點(diǎn)研究了基于綜合功率效率最大化的功率控制策略。針對(duì)現(xiàn)有研究中基于用戶總功率效率最大化的功率控制策略并不能很好的反映每個(gè)用戶真實(shí)的功率效率情況,我們首先提出一種基于最低用戶功率效率最大化的功率控制策略,可保證系統(tǒng)中每個(gè)通信終端的功率效率都不至于太低,這對(duì)于電池供電的終端而言,可在續(xù)航能力受限的條件下提高終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的能力。其次,我們將以最大化系統(tǒng)功率效率為目標(biāo)的功率分配由全網(wǎng)優(yōu)化退化為在D2D基本單元內(nèi)進(jìn)行。最后,提出一種基于綜合功率效率最大化的功率控制策略,即構(gòu)建一個(gè)可同時(shí)反映用戶功率效率和系統(tǒng)功率效率的目標(biāo)函數(shù),并采用基于SINR增量迭代的求解算法進(jìn)行求解。該策略兼顧了用戶的功率效率以及系統(tǒng)功率效率,在這兩個(gè)方面都可以取得較好的性能,且對(duì)這兩個(gè)方面的趨近程度可根據(jù)一個(gè)比例因子來調(diào)整,是一種可動(dòng)態(tài)適應(yīng)不同系統(tǒng)需求的方案。最后,通過一系列的仿真實(shí)驗(yàn)證明我們所提出的求解算法和功率控制策略是合理且有效的。
[Abstract]:The new generation of cellular mobile communication systems are moving towards the goal of wider coverage, greater resource utilization, higher system capacity and green energy conservation.However, the spectrum resources available for cellular mobile communications are very limited. How to achieve the above development goals under the limited spectrum resources has become the research focus of the industry.The industry advocates to introduce D2D communication technology into cellular networks in order to increase the spectrum efficiency of the system, enhance the system capacity, reduce the base station load, and reduce the power consumption of the equipment.In this paper, a series of exploratory research on power control based on power efficiency in cellular networks embedded in D2D communication technology is carried out.Firstly, a new iterative algorithm based on SINR incremental iteration is proposed to solve the problem, which only maximizes the power efficiency of each terminal and does not take into account the overall optimization goal.The basic idea of the algorithm is to adopt the method of step by step iteration.The utility function of the optimization model is improved by adding the SINR of the D2D communication receiver or the SINR of the cellular communication receiver or the SINR of the D2D communication receiver and the cellular communication receiver simultaneously during each iteration.However, the SINR of which kind of equipment is added depends on the profit brought by increasing the SINR of the device. We use the increase of utility function in the two iterations to represent the income, and the larger the income, the more the sinr.The algorithm is based on partial ergodic. By adding the SINR of the equipment selectively, the traversal process moves towards the direction of increasing the utility function gradually. The algorithm is not dependent on the specific utility function, so it is universal.It can be used as a suboptimal solution in finite time complexity.Then, the power control strategy based on the maximization of integrated power efficiency is studied.In view of the fact that the current power control strategy based on maximizing the total power efficiency of users can not well reflect the actual power efficiency of each user, we first propose a power control strategy based on maximizing the power efficiency of the lowest user.It can ensure that the power efficiency of each communication terminal in the system is not too low, which can improve the terminal's ability of data exchange under the condition of limited battery power supply.Secondly, the power allocation with the goal of maximizing the power efficiency of the system is reduced from the whole network optimization to the D2D basic unit.Finally, a power control strategy based on the maximization of comprehensive power efficiency is proposed, which is to construct an objective function that can reflect both user power efficiency and system power efficiency, and the algorithm based on SINR incremental iteration is used to solve the problem.The strategy takes into account both the power efficiency of the user and the power efficiency of the system, and can achieve good performance in both aspects, and the degree of convergence of these two aspects can be adjusted according to a scale factor.It is a scheme that can dynamically adapt to different system requirements.Finally, a series of simulation experiments show that the proposed algorithm and power control strategy are reasonable and effective.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：1746992