【摘要】：近年來,隨著移動通信能耗日益加劇、頻譜資源持續(xù)緊張,D2D(Device-to-Device)通信由于其能提高頻譜利用率和減少能耗、增加系統(tǒng)能效的特點,受到了越來越多的關(guān)注。但是因為出現(xiàn)時間較短,D2D技術(shù)研究還有很多要完善的方面。本文針對D2D技術(shù)減少用戶功率消耗、提高系統(tǒng)能效的優(yōu)點進行研究。本文首先對D2D技術(shù)進行了簡明扼要的介紹,并分析了課題研究的背景,指出了隨著能耗問題的突出,能效研究正日益成為研究的熱點。接著本文分析了D2D在正交、非正交和蜂窩三種模式下的能效性能,利用能效函數(shù)的擬凹性質(zhì)和博弈論中的納什均衡理論,對單蜂窩用戶和單D2D用戶的能效性能做了分析,并在不同的距離上分析了D2D通信的功耗。在多蜂窩用戶和多D2D用戶的場景下,本文分析了結(jié)合頻譜資源分配、求解用戶最佳的發(fā)射功率的方法;并從單個D2D用戶的角度出發(fā),利用凸優(yōu)化方法對復(fù)用相同頻率的D2D用戶的發(fā)射功率進行優(yōu)化。這兩種方法都使系統(tǒng)獲得能效的增益。其次,在考慮減輕對蜂窩用戶干擾的前提下,本文應(yīng)用拉格朗日方法減小用戶功耗,分析了聯(lián)合分配功率和資源方法、以及分別分配功率和資源的方法。并提出了一種改進后的競拍算法,從單個D2D用戶的角度來優(yōu)化工作時長。在限定了蜂窩用戶和D2D用戶的速率后,分別從整體和單個用戶兩個角度出發(fā)對用戶發(fā)射功率進行優(yōu)化。仿真表明改進后的方法接近了從整體進行優(yōu)化的性能,且計算量相對較小。最后,利用D2D在短距離上速率較快、消耗較少發(fā)射功率的性質(zhì),將D2D用戶分入不同的簇�；緦�(shù)據(jù)發(fā)給簇內(nèi)某一D2D用戶,并由其轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給同一簇內(nèi)的其他D2D用戶。這種方法能明顯的降低用戶能耗。在此基礎(chǔ)上,本文研究了多個簇的公平性原則,使用min-max方法避免單個用戶消耗過多功率,使每個簇內(nèi)的D2D用戶較平均的轉(zhuǎn)發(fā)來自基站的數(shù)據(jù),同時達到優(yōu)化能量和公平性的目的。在考慮公平性后,盡管系統(tǒng)消耗的功率會增加,但卻避免了單個用戶消耗過多功率的問題。
[Abstract]:In recent years, with the increasing energy consumption of mobile communication and the continuous shortage of spectrum resources, D2D (Device-to-Device) communication has attracted more and more attention due to its characteristics of increasing spectrum efficiency, reducing energy consumption and increasing system energy efficiency. But because the appearance time is relatively short, the D2D technology research still has a lot to perfect the aspect. In this paper, the advantages of D2D technology to reduce user power consumption and improve system energy efficiency are studied. In this paper, the D2D technology is introduced briefly, and the background of the research is analyzed. It is pointed out that the energy efficiency research is becoming more and more hot with the energy consumption problem becoming more and more prominent. Then, the energy efficiency performance of D2D in orthogonal, non-orthogonal and cellular modes is analyzed. Based on the quasi-concave property of energy efficiency function and Nash equilibrium theory in game theory, the energy efficiency performance of single-cell and single-D2D users is analyzed. The power consumption of D2D communication is analyzed at different distances. In the scenario of multi-cell users and multi-D2D users, this paper analyzes the method of combining spectrum resource allocation to solve the optimal transmission power of users. From the point of view of a single D2D user, a convex optimization method is used to optimize the transmit power of D2D users with the same frequency. Both methods enable the system to gain energy efficiency. Secondly, on the premise of mitigating interference to cellular users, this paper uses Lagrangian method to reduce user power consumption, and analyzes the joint allocation of power and resources, as well as the allocation of power and resources. An improved bidding algorithm is proposed to optimize the working time from the point of view of a single D2D user. After limiting the rate of cellular users and D2D users, the transmit power of users is optimized from the perspective of whole user and single user, respectively. The simulation results show that the performance of the improved method is close to that of the whole optimization method, and the computational complexity is relatively small. Finally, D2D users are divided into different clusters by using the properties of D2D, which is fast in short distance and consumes less transmit power. The base station sends the data to a D2D user in the cluster and forwards the data to other D2D users in the same cluster. This method can significantly reduce user energy consumption. On this basis, the fairness principle of multiple clusters is studied, and the min-max method is used to avoid the single user consuming too much power, so that the D2D users in each cluster can forward the data from the base station more evenly. At the same time, the aim of optimizing energy and fairness is achieved. After considering fairness, although the power consumed by the system will increase, the problem of single user consuming too much power is avoided.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊明;提高發(fā)射功率,擴大通話距離[J];現(xiàn)代電子技術(shù);1999年02期

2 Bill Pechey;;無線發(fā)射功率有待提高[J];每周電腦報;2006年33期

3 黑斗;;了解無線網(wǎng)絡(luò)[J];電腦采購周刊;2001年41期

4 鄭順洪;發(fā)射功率的測量方法[J];中國無線電;2005年09期

5 ;無線網(wǎng)絡(luò)的組建的兩大誤區(qū)及安全性分析[J];計算機與網(wǎng)絡(luò);2012年Z1期

6 ;設(shè)備展臺[J];現(xiàn)代通信;2010年03期

7 馬良;朱琦;;基于干擾管理的功率速率聯(lián)合控制博弈方法[J];信號處理;2012年01期

8 繆錦標(biāo);;瞬間加強發(fā)射功率使用的研究[J];西北電訊工程學(xué)院學(xué)報;1979年01期

9 何文林;無線尋呼基站發(fā)射功率的快速遙調(diào)測試方法[J];信息技術(shù);2003年11期

10 李萬益;;移動通信網(wǎng)絡(luò)傳播路徑變化以及發(fā)射功率調(diào)整研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2010年09期

相關(guān)會議論文 前5條

1 劉彩霞;程東年;俞定玖;劉彩風(fēng);鄔江興;;一種新的多業(yè)務(wù)CDMA系統(tǒng)前向發(fā)射功率規(guī)劃方法[A];通信理論與信號處理新進展——2005年通信理論與信號處理年會論文集[C];2005年

2 羅加;薛新奎;;PCB生產(chǎn)中影響手機發(fā)射功率的因素及對策[A];第二屆全國青年印制電路學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2002年

3 馬鵬;王磊;張劍云;李小波;;基于發(fā)射功率優(yōu)化的波形相關(guān)MIMO雷達檢測性能[A];第六屆全國信號和智能信息處理與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2012年

4 高松濤;王申;;TD-LTE與現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA同站址共用RRU的功率能力分析[A];2013年中國通信學(xué)會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會年會論文集[C];2013年

5 肖文禮;;把好設(shè)臺審批關(guān) 減小相鄰地區(qū)天線電干擾[A];四川省通信學(xué)會一九九二年學(xué)術(shù)年會論文集[C];1992年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者王敬誠;法禁售不配耳機手機[N];人民日報;2003年

2 閆冰;跳出迷“局”[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2006年

3 虞祝豪;打造城市雙頻立體綠色網(wǎng)絡(luò)[N];人民郵電;2008年

4 ;CDMA：綠色信息通道[N];新疆日報(漢);2002年

5 中國電信技術(shù)部總監(jiān) 侯春雨;CDMA技術(shù)優(yōu)勢獨特[N];中國電子報;2008年

6 河南 張國光;怎樣選擇對講機發(fā)射功率指標(biāo)[N];電子報;2004年

7 湖南 羅四維;如何正確看待手機的輻射標(biāo)準(zhǔn)[N];電子報;2002年

8 陸勇;京城小靈通由熱轉(zhuǎn)冷　[N];中華工商時報;2003年

9 記者　施建　實習(xí)生　賴丹花;手機竊聽浮出水面[N];民營經(jīng)濟報;2005年

10 ;技術(shù)演進“寬”3G[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 陳琳;無線Ad hoc網(wǎng)絡(luò)資源管理關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 唐金川;通過手機自我學(xué)習(xí)降低手機輻射的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

2 廖時雨;D2D能量與能效技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 楊洪濤;GSM終端的智能校準(zhǔn)和發(fā)射功率的全平面平坦度補償[D];天津大學(xué);2004年

4 蔡見;無線通信網(wǎng)絡(luò)綠色效率研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

5 王鵬;寬帶無線接入-VSF-OFCDM中容量和覆蓋的研究[D];天津大學(xué);2006年

6 王鮮;基于無線網(wǎng)絡(luò)的多發(fā)射功率跨層協(xié)議關(guān)鍵技術(shù)研究[D];黑龍江大學(xué);2011年

7 Toviho Apelete Kodjo;[D];湖南大學(xué);2011年

8 鄭洋;GSM+PHS雙模手機射頻前端的關(guān)鍵技術(shù)研究與性能的優(yōu)化[D];上海交通大學(xué);2009年

9 陽永超;基于有藍牙共存情況下的Wi-Fi射頻模塊設(shè)計[D];上海交通大學(xué);2011年

10 畢維巖;中朝邊境CDMA信號越境問題的研究[D];吉林大學(xué);2011年

，

本文編號：2470617