【摘要】：近年來,移動設備數(shù)量急劇增長,視頻流服務需求日益增加,致使頻譜資源變得極為稀缺。作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,設備到設備(Device-to-Device,D2D)通信技術(shù)允許物理位置相近的終端設備建立直接通信鏈路傳輸彼此間的數(shù)據(jù),且使得D2D用戶與蜂窩用戶共享頻譜資源成為可能。因此,D2D通信被視為提升系統(tǒng)頻譜利用率和蜂窩網(wǎng)絡吞吐量最有前途的解決方案之一。但是,將D2D通信技術(shù)引入到傳統(tǒng)的蜂窩網(wǎng)絡中會帶來新的挑戰(zhàn)。本文針對蜂窩網(wǎng)絡和D2D網(wǎng)絡組成的異構(gòu)無線網(wǎng)絡中干擾問題和能量效率問題兩個方面做了深入研究,具體工作如下:第一,針對D2D用戶與蜂窩用戶共享頻譜資源產(chǎn)生的干擾問題,以最大化系統(tǒng)中D2D鏈路的吞吐量為優(yōu)化目標,提出了一種聯(lián)合功率控制和信道分配的資源分配機制。首先,根據(jù)D2D用戶的干擾門限和蜂窩用戶的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)提出了一種基于用戶間距離的復用準則,確定D2D用戶可復用的信道資源集合;其次,在給定D2D用戶復用任意資源集合的前提下,調(diào)整D2D用戶的發(fā)射功率,以衡量各個D2D用戶在不同信道資源集合上的吞吐量,但暫不分配功率;最后,基于功率控制的結(jié)果,采用組合拍賣的方法為D2D鏈路分配信道及對應的發(fā)射功率,從而實現(xiàn)了聯(lián)合功率控制和信道分配。因此,系統(tǒng)資源分配結(jié)果更為合理。仿真結(jié)果表明,該機制能有效抑制跨層干擾和同層干擾,提升D2D鏈路的吞吐量,提高用戶的QoS(Quality of Service)。第二,針對移動端設備能量效率低的問題,以最大化用戶的能量效率為優(yōu)化目標,提出了一種基于分簇的資源分配機制。首先,運用圖論中無向圖理論和蟻群遺傳算法為D2D用戶分簇,且隨著異構(gòu)網(wǎng)絡場景的變化,無向圖會動態(tài)改變,從而形成新的分簇方案,因此該算法具有自適應性;其次,以簇內(nèi)正交簇間復用為準則,采用拍賣算法為D2D用戶分配信道資源,能有效降低用戶間干擾;最后,根據(jù)用戶行為的自私性,建立非合作博弈模型,結(jié)合不動定點理論和迭代算法對完成信道分配的用戶分配功率,使用戶的能量效率最大化。仿真結(jié)果表明,該機制有效延長電池續(xù)航時間,提升用戶的能量效率。
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 程永生;朱江;林孝康;;引入D2D通信的蜂窩網(wǎng)上行資源分配算法[J];電子與信息學報;2014年12期

2 蔡艷;劉旭;邵世祥;朱洪波;;基于蜂窩網(wǎng)絡的多對D2D通信性能研究[J];計算機工程與應用;2015年09期

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本文編號：2587652