【摘要】：設(shè)備到設(shè)備(D2D)通信因為其短距離直接通信可以降低時延等優(yōu)勢已經(jīng)成為未來5G關(guān)鍵技術(shù)之一。然而,大量的D2D用戶通過與蜂窩用戶共享資源進行通信時,使用同頻段的用戶之間會造成嚴(yán)重的干擾,因此,當(dāng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入密集D2D用戶時,其干擾協(xié)調(diào)是一個值得研究的重點問題。另外,在通信質(zhì)量不佳的環(huán)境中通過引入空閑的蜂窩用戶作為中繼協(xié)助通信也是當(dāng)前D2D技術(shù)研究的熱點之一。在本文中以蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)作為研究對象,主要研究了密集場景下和中繼協(xié)助下的D2D通信干擾協(xié)調(diào)問題。本論文主要工作包括:針對密集場景下D2D通信所帶來的嚴(yán)重同頻干擾問題,本文給出了一種基于分組的資源分配方案和基于自適應(yīng)粒子群算法的功率控制,來提高系統(tǒng)吞吐量和D2D用戶的接入量。在資源分配方面,基于距離選取分組中心,在通過干擾值來確定每個D2D的分組,最后,通過信干噪比最大原則為每個分組確定復(fù)用的蜂窩用戶的資源。在功率控制方面,提出一種自適應(yīng)粒子群算法,確保蜂窩用戶和D2D用戶的服務(wù)質(zhì)量同時,降低每條鏈路用戶之間的干擾。通過仿真結(jié)果表明,本文所提的算法能保證93%以上的D2D用戶接入到蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,對比隨機算法系統(tǒng)頻譜效率提升了一倍多。針對將中繼技術(shù)引入D2D通信所帶來的干擾問題,本文提出了一種聯(lián)合中繼選擇、功率控制與資源分配的D2D干擾協(xié)調(diào)方案。首先通過對系統(tǒng)目標(biāo)函數(shù)的分析將其等價為功率控制、中繼選擇與資源分配的兩階段優(yōu)化問題。在功率控制問題上,將原有的子問題轉(zhuǎn)換為線性分?jǐn)?shù)規(guī)劃問題,通過Dinkelbach算法得到最優(yōu)發(fā)射功率。在中繼選擇與資源分配的問題上將其轉(zhuǎn)化為圖論中最佳匹配問題,采用了KM算法得出其最優(yōu)匹配。通過仿真結(jié)果表明,在D2D之間最大距離為70m時,采用本文所提的中繼協(xié)助算法對比無中繼算法系統(tǒng)吞吐量提高了31%。
【圖文】：

D2D 傳輸距離/m 10-40蜂窩用戶最大傳輸功率/dBm 23D2D 用戶最大傳輸功率/dBm 10蜂窩/D2D 用戶最小信干噪/dB 0蜂窩鏈路的路徑損耗/dB 128.1+37.6*log10(d[km])D2D 鏈路路徑損耗/dB 148+40*log10(d[km])高斯白噪聲密度/dBm/Hz -174仿真結(jié)果分析章仿真結(jié)果主要對比三種算法：本文所提的聯(lián)合功率控制與資源分聯(lián)合算法、基于分組的資源分配算法、隨機算法，其中基于分組的和隨機算法都采用了最大傳輸功率。．功率控制對蜂窩用戶的影響

31(c) 蜂窩用戶的信干噪比 (d) D2D 用戶的信干噪比圖 3. 3 D2D 用戶與蜂窩用戶信干噪比關(guān)系圖圖 3.3 中的圖(a)、(b)分別表示蜂窩用戶服務(wù)質(zhì)量沒有得到保障下蜂窩用戶和D2D 用戶的信干噪比對比圖，圖(c)、(d)表示所以蜂窩用戶服務(wù)質(zhì)量得到保障前提下蜂窩用戶的 D2D 用戶的信干噪比對比圖。從圖(a)可以看出，在蜂窩用戶服務(wù)質(zhì)量沒有得到保障前提下仿真結(jié)果表明采用聯(lián)合算法能夠保證 68%蜂窩用戶的信干
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻】

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本文編號：2635722