本文選題：D2D通信 + 多小區(qū)�。� 參考：《西安電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),隨著各種移動(dòng)設(shè)備的普及和用戶(hù)應(yīng)用需求的不斷豐富,未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必然向著網(wǎng)絡(luò)容量更大、傳輸速率更高和頻譜利用率更的方向發(fā)展。為了更好地增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載能力,提升頻譜使用率,D2D(Device-to-Device)技術(shù)作為一種輔助手段被引入到傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中。D2D技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)包括:高頻譜效率、高數(shù)據(jù)速率、低時(shí)延、低功耗、滿(mǎn)足本地?cái)?shù)據(jù)共享需求和拓展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍等。然而,每一種新技術(shù)的出現(xiàn)同樣會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題。D2D技術(shù)的頻譜資源共享同時(shí)會(huì)帶來(lái)干擾問(wèn)題,包括D2D通信和蜂窩通信之間的干擾和不同D2D通信鏈路間的干擾。目前,干擾消除主要是通過(guò)模式選擇、功率控制和資源分配三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行,并且以前的大部分工作考慮的都是單一小區(qū)中D2D通信的情形,很少涉及多小區(qū)的機(jī)制。而在多蜂窩小區(qū)場(chǎng)景下,一方面,干擾分析變得更加復(fù)雜,除了小區(qū)內(nèi)干擾,還包括小區(qū)間的各種干擾。另一方面,資源分配和功率控制還需要基站間的協(xié)作。所以,本文討論了在多小區(qū)場(chǎng)景下D2D通信的資源分配和功率控制問(wèn)題,考慮了多小區(qū)D2D通信的干擾情況,并從兩個(gè)不同的角度進(jìn)行了探索性的研究,這對(duì)提升小區(qū)邊緣用戶(hù)的通信質(zhì)量和干擾控制具有很大的意義。首先,針對(duì)用戶(hù)數(shù)目增加時(shí)集中式控制方法帶來(lái)的巨大信令開(kāi)銷(xiāo)的問(wèn)題,本文提出了一種半分布式的基于Stackelberg博弈的資源和功率分配算法,通過(guò)多用戶(hù)復(fù)用盡可能提高頻譜利用率,同時(shí),在該算法中的資源分配階段引入了變量CCGI表示信道上的信道增益信息和干擾信息,作為衡量信道的標(biāo)準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)調(diào)整的依據(jù)。在這個(gè)算法中,相鄰基站之間只需要交互最大/最小干擾價(jià)格、干擾價(jià)格調(diào)整等信息,而服務(wù)基站和本小區(qū)D2D用戶(hù)間只需要干擾價(jià)格、歸一化功率值和其他控制信令的交互,因此只給基站增加有限的信令開(kāi)銷(xiāo)。由仿真結(jié)果可以看出,相對(duì)于基于能量有效性的分布式資源分配算法,本算法可以提升網(wǎng)絡(luò)整體吞吐量,且不會(huì)帶來(lái)能量有效性方面的很大損失。然后,為了進(jìn)一步提高頻譜資源利用率和實(shí)現(xiàn)更加有效的干擾消除方法,本文從資源分配和功率控制兩個(gè)方面同時(shí)考慮,提出了一種基于圖論的聯(lián)合資源和功率分配方案。在實(shí)現(xiàn)干擾可控的基礎(chǔ)上,該方法使得移動(dòng)終端和頻譜資源之間能夠?qū)崿F(xiàn)一種多對(duì)多的復(fù)用方式,達(dá)到更加高效的頻譜利用。在這個(gè)算法中,相鄰基站之間需要交互D2D用戶(hù)信息、信道增益信息和其他相關(guān)信息,并由服務(wù)基站完成算法的計(jì)算過(guò)程。仿真結(jié)果顯示,同其他基于博弈論的多小區(qū)資源分配算法相比較,該方法實(shí)現(xiàn)了頻譜資源的更高效利用和吞吐量性能的提升。
[Abstract]:In recent years, with the popularity of various mobile devices and the continuous enrichment of user application requirements, the future mobile communication network will inevitably develop towards greater network capacity, higher transmission rate and more spectral efficiency. In order to enhance the load capacity of the network, the enhanced spectrum utilization rate and the D2DN Device-to-Devicetechnology are introduced into the traditional cellular network as an auxiliary means. The advantages of the .D2D technology include: high spectrum efficiency, high data rate, low delay, low power consumption, low frequency spectrum efficiency, high data rate, low delay and low power consumption. To meet the local data sharing needs and expand the network coverage. However, the emergence of each new technology will also bring many problems. The spectrum resource sharing of D2D technology will also bring interference problems, including the interference between D2D communication and cellular communication and the interference between different D2D communication links. At present, interference cancellation is mainly carried out through three aspects: mode selection, power control and resource allocation, and most of the previous work considered D2D communication in a single cell. On the one hand, interference analysis becomes more complex, including intercellular interference and inter-cell interference. On the other hand, resource allocation and power control also require collaboration between base stations. Therefore, this paper discusses the resource allocation and power control of D2D communication in multi-cell scenarios, considers the interference of multi-cell D2D communication, and makes an exploratory study from two different angles. It is of great significance to improve the communication quality and interference control of cell edge users. Firstly, a semi-distributed resource and power allocation algorithm based on Stackelberg game is proposed to solve the problem of the huge signaling overhead caused by the centralized control method when the number of users increases. Multiuser multiplexing can improve spectrum efficiency as much as possible. At the same time, the variable CCGI is introduced to represent the channel gain and interference information in the resource allocation stage of the algorithm, which is used as the criterion of measuring the channel and the basis of dynamic adjustment. In this algorithm, only the information such as maximum / minimum interference price and interference price adjustment are needed between adjacent base stations, while the interaction between service base stations and D2D users in the cell only needs interference price, normalized power value and other control signaling. Thus, only limited signaling overhead is added to the base station. The simulation results show that compared with the distributed resource allocation algorithm based on energy efficiency, this algorithm can improve the overall throughput of the network, and will not bring about much loss in energy efficiency. Then, in order to further improve the efficiency of spectrum resources and achieve a more effective method for eliminating interference, this paper proposes a scheme of joint resource and power allocation based on graph theory, considering both resource allocation and power control. On the basis of controllable interference, the method can realize a many-to-many multiplexing method between mobile terminal and spectrum resource, and achieve more efficient spectrum utilization. In this algorithm, D2D user information, channel gain information and other related information need to be exchanged between adjacent base stations, and the calculation process of the algorithm is completed by the service base station. Simulation results show that compared with other multi-cell resource allocation algorithms based on game theory, the proposed method achieves more efficient utilization of spectrum resources and improved throughput performance.
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：1923714