【摘要】：隨著智能終端的廣泛普及以及網(wǎng)絡通信容量的跨越式增長,用戶高密集熱點區(qū)域?qū)o線通信的服務質(zhì)量和近場通信服務的需求不斷增加,同時高清和超高清數(shù)據(jù)內(nèi)容的出現(xiàn),用戶對高質(zhì)量音視頻感官刺激的需求也對網(wǎng)絡并發(fā)處理能力和系統(tǒng)容量以及基站的能量發(fā)送效率提出了更高的要求。而作為下一代無線通信潛在技術(shù)之一的終端直通(D2D,Device-to-Device)通信技術(shù)可以較好的解決頻譜資源緊張和系統(tǒng)能耗等問題,它可以使近距離用戶進行直接地端到端通信,從而跳過基站中繼發(fā)送,大幅度的提升系統(tǒng)容量和降低用戶終端的能量消耗。本論文主要考察內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡和流量卸載環(huán)境,聚焦于集中式天線系統(tǒng)(CAS,Co-located Antenna System)D2D簇協(xié)助通信的系統(tǒng)容量和能量效率問題。根據(jù)D2D多播通信能有效提高系統(tǒng)容量的特點,提出兩種分簇選擇算法來進行D2D簇通信,并在數(shù)據(jù)內(nèi)容分發(fā)階段提出對應的分發(fā)機制。本論文首先介紹了選題的背景、D2D通信相關(guān)概念、研究歷史與現(xiàn)狀和D2D通信異構(gòu)網(wǎng)絡多播應用場景。然后詳細介紹提出的基于地理位置的簇選擇算法(GCCA,Geography-based Cluster Coalition Algorithm)和基于信道質(zhì)量的簇選擇算法(SCCA,Signal to Interference and Noise Ratio-Based Cluster Coalition Algorithm)的流程以及內(nèi)容分發(fā)機制、常用的性能評價指標等。主要工作簡述如下:第一,提出了GCCA,通過優(yōu)先分區(qū)管理對小區(qū)的地理區(qū)域進行預劃分,即分成以基站為中心的R/2傳統(tǒng)蜂窩通信中心區(qū)域和半徑R/2以外簇組合待選區(qū)域。對距離基站較遠但信道條件較好的蜂窩用戶,篩選其為簇頭待選用戶并設(shè)置用戶組索引,其次判斷其他的用戶,當滿足一定的距離閾值條件的時候,選擇加入對應的虛擬簇頭,組建相應的D2D簇組合,每輪被選擇的蜂窩用戶不再加入下一次的循環(huán)選擇隊列。而在提出的SCCA中,引用信干噪比(SINR,Signal to Interference and Noise Ratio)來反映蜂窩用戶的信道質(zhì)量,通過計算蜂窩用戶和基站以及蜂窩用戶彼此之間的SINR值來考量簇選擇標準,優(yōu)先挑選出合適的簇頭節(jié)點,判斷用戶信干噪比的閾值區(qū)間,來挑選合適的簇成員,構(gòu)建聯(lián)合簇選擇算法的D2D異構(gòu)通信網(wǎng)絡。第二,針對內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡和流量卸載的場景,提出了相應的內(nèi)容分發(fā)框架。我們分別從源節(jié)點或者基站發(fā)送信息主動推送相應的商業(yè)廣告和營銷信息角度(用戶被動局面)以及蜂窩用戶向基站請求需求信息導致基站及時被動應答角度(用戶主動局面)來分析內(nèi)容分發(fā)機制。第三,針對理想能耗模型和實際功耗模型,分別仿真分析了添加簇選擇算法的D2D通信異構(gòu)網(wǎng)絡中系統(tǒng)容量和能量效率指標,仿真結(jié)果和傳統(tǒng)CAS隨機通信方式比較得知,前者的系統(tǒng)容量和能量效率性能均較好,驗證了算法在理論上的正確性,同時在經(jīng)過大量數(shù)據(jù)反復實驗后可以找出適合基站的發(fā)射功率。
【圖文】：

等[4]。通過在用戶之間彼此共享相同的信息內(nèi)容，預計體育場館的移動通信流顯減少。2D 技術(shù)作為下一代 5G 無線通信的潛在技術(shù)之一，跟隨著 5G 的發(fā)展而逐漸成處在萬物互聯(lián)的時代，未來無線通信系統(tǒng)要實現(xiàn)服務特征多元化，在系統(tǒng)容量鏈路資源、運營成本、系統(tǒng)復雜度、能量損耗和服務質(zhì)量等方面將有著更加嚴，由此針對 5G 網(wǎng)絡系統(tǒng)的研究應運而生。目前國際社會許多科研組織對 5G 的開展的如火如荼，例如歐盟的 METIS，5GPPP、中國的 IMT-2000 推進組、韓國m 和 NGMN、日本的 ARIB ADhoc，現(xiàn)階段我國 IMT-2020(5G)推進組已發(fā)布了《需求白皮書》，提出“信息隨心至，萬物觸手及”的 5G 愿景、關(guān)鍵能力指標術(shù)應用的潛在場景。2015 年 2 月發(fā)布的《5G 概念白皮書》，全面考慮互聯(lián)網(wǎng)主要應用場景及業(yè)務需求，可歸納為四大 5G 主要技術(shù)場景，即連續(xù)廣域覆蓋容量區(qū)域、低功耗大連接以及低時延高可靠網(wǎng)絡場景[5]。另外，在 2015 年 5 月的《5G 網(wǎng)絡技術(shù)架構(gòu)白皮書》和《5G 無線技術(shù)架構(gòu)白皮書》中，，揭示了 5G 技主要源于無線和網(wǎng)絡技術(shù)兩個范疇。

D2D 通信異構(gòu)網(wǎng)絡能量效率關(guān)鍵技術(shù)研究 NR 標準化進程，這也是首個 5G NR 版本出現(xiàn)前的一個重要的中間節(jié)點事，在克羅地亞杜布羅夫尼克舉行了關(guān)于 5G 加速提案的 3GPP RAN 全體會的5G NR版本便構(gòu)成了3GPP Release15標準規(guī)范中的一個重要部分。首版發(fā)布能夠極速的推進 5G 網(wǎng)絡的發(fā)展，能夠極大地提升 3GPP 系統(tǒng)能力框分的各個垂直行業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)造更多發(fā)展機會。3GPP 將更加穩(wěn)步推進 Release發(fā)工作，增加 5G NR 獨立性組網(wǎng)標準布局，同時要求制定的 5G NR 標準組網(wǎng)與非獨立組網(wǎng)兩種方式，進而構(gòu)建一張全球統(tǒng)一的 5G 標準生態(tài)系統(tǒng) 5G economy: How 5G technology will contribute to the global economy”報告樣化 5G NR 新空中接口，多樣化特性具體體現(xiàn)如圖 1-2 所示，其中在部署就提出了 D2D，mesh 網(wǎng)絡，中繼網(wǎng)絡拓撲等。
【學位授予單位】：深圳大學
【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3條

1 本刊訊;;IMT-2020(5G)推進組發(fā)布5G技術(shù)白皮書[J];中國無線電;2015年05期

2 朱紅梅;;“云”消“霧”漲——記3GPP的D2D成長之路[J];通信世界;2014年27期

3 蘆效峰;HUI Pan;Pietro Lio;;基于點對點WiFi通信實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)流量卸載的架構(gòu):預定-發(fā)送(英文)[J];中國通信;2013年06期

相關(guān)會議論文 前1條

1 馮延釗;;D2D通信中基于地理位置的多播分簇算法[A];第十七屆全國青年通信學術(shù)年會論文集[C];2012年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 馮大權(quán);D2D通信無線資源分配研究[D];電子科技大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 馮捷;基于飛蜂窩的移動數(shù)據(jù)流量卸載方案設(shè)計與實現(xiàn)[D];蘇州大學;2015年

2 陳楠楠;D2D網(wǎng)絡中基于簇的資源調(diào)度與協(xié)作通信技術(shù)研究[D];北京郵電大學;2015年

3 粱濤;D2D通信中模式選擇和資源分配算法的研究[D];北京郵電大學;2015年

本文編號：2660390