【摘要】：在蜂窩網(wǎng)絡(luò)與終端直通技術(shù)(Device-to-Device, D2D)組成的混合網(wǎng)絡(luò)中,D2D通信能夠方便靈活的建立通信并支持小時(shí)延、低功耗和高速率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。作為一種重要的近場通信技術(shù),D2D能夠提高網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)資源利用率,滿足移動多媒體業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)高帶寬的需求。然而,D2D用戶復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜資源會使兩個(gè)通信系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的相互干擾。為了解決混合網(wǎng)絡(luò)的干擾問題,各種干擾協(xié)調(diào)方案層出不窮。這些方案取得了一定的研究成果,但仍在某方面存在問題。本論文在混合網(wǎng)絡(luò)D2D單播通信場景、混合網(wǎng)絡(luò)D2D多播通信場景以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)D2D通信場景下,分別提出了有效的D2D干擾協(xié)調(diào)方案。文章的主要內(nèi)容如下： (1)研究了混合網(wǎng)絡(luò)中D2D單播用戶與蜂窩用戶產(chǎn)生的相互干擾問題,提出了在基站輔助下的D2D干擾協(xié)調(diào)方案。首先,通過設(shè)置混合網(wǎng)絡(luò)中D2D用戶的接收信干噪比(signal to interference plus noise power ratio, SINR)門限值,對已經(jīng)建立D2D通信的用戶進(jìn)行基于門限的模式選擇；其次,提出了改進(jìn)的匈牙利算法,對混合網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)起D2D請求的用戶進(jìn)行頻譜分配,所提的改進(jìn)算法可以降低算法復(fù)雜度；最后,提出了基于基站、蜂窩用戶以及D2D用戶位置信息的動態(tài)功率控制算法,為D2D用戶進(jìn)行了發(fā)送功率的設(shè)定。仿真結(jié)果顯示,較之最優(yōu)算法,在對蜂窩上行鏈路產(chǎn)生的工擾相同的情況下,所提的改進(jìn)算法可以達(dá)到近似的吞吐量性能。 (2)研究了混合網(wǎng)絡(luò)中D2D多播用戶與蜂窩用戶產(chǎn)生的相互干擾問題,提出了基于功率控制和資源分配的D2D多播干擾協(xié)調(diào)方案。首先,針對D2D多播的基本概念,確立了D2D多播的通信建立方式和干擾模型,提出了基于門限的功率控制算法,降低了D2D多播用戶對蜂窩系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾,并確定了D2D多播發(fā)送端的發(fā)射功率上限；其次,提出了基于蜂窩用戶位置信息的干擾區(qū)域限制算法,降低了蜂窩用戶對D2D多播用戶產(chǎn)生的干擾,并確定了能夠與D2D多播復(fù)用的蜂窩用戶集合；最后,根據(jù)備選集合,采用全局搜索的方法對D2D用戶與蜂窩用戶進(jìn)行資源共享配對,為了降低運(yùn)算復(fù)雜度,提出了基于基站容忍干擾度的次優(yōu)子集搜索算法。仿真結(jié)果顯示,所提出的干擾協(xié)調(diào)算法能夠有效的提高蜂窩網(wǎng)絡(luò)和D2D多播組的系統(tǒng)容量,達(dá)到了對D2D多播用戶和蜂窩用戶進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)的目的。 (3)研究了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中D2D用戶與宏蜂窩和毫微微小區(qū)(Femto)用戶產(chǎn)生的相互干擾問題,提出了宏蜂窩基站(Base Station, BS)和家庭基站(Home NodeB, HeNB)聯(lián)合輔助下的D2D干擾協(xié)調(diào)方案。首先,結(jié)合D2D和Femto網(wǎng)絡(luò)近距離、高帶寬等共同特點(diǎn),分別在宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)與Femto網(wǎng)絡(luò)使用相同或不同資源情況下,分析了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的D2D干擾模型；其次,為解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下對D2D用戶的管理問題,提出了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記法。所提方法能夠?qū)2D通信進(jìn)行有效地網(wǎng)絡(luò)及模式選擇；最后,從容量最優(yōu)、能量最優(yōu)以及干擾最小的角度,分別提出了三種干擾協(xié)調(diào)方案。仿真結(jié)果顯示,所提方案在保證宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)、Femto網(wǎng)絡(luò)以及D2D鏈路質(zhì)量的同時(shí),提高了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的D2D容量。
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【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 盛煜;彭木根;王文博;;基于QoS保證的廣播/組播OFDM系統(tǒng)資源分配策略[J];電子與信息學(xué)報(bào);2008年12期

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本文編號：2269437