【摘要】：作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一,終端到終端(Device-to-Device,D2D)通信是一種不經(jīng)過(guò)基站轉(zhuǎn)發(fā)而直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的短距離通信技術(shù),在擴(kuò)展蜂窩通信、應(yīng)急通信、物聯(lián)網(wǎng)等方面具有廣泛應(yīng)用前景。但在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入D2D通信,復(fù)用蜂窩用戶信道會(huì)造成嚴(yán)重干擾,導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降,影響用戶端設(shè)備電池使用壽命。因此,如何在復(fù)用信道的同時(shí)減少干擾、降低能耗,成為現(xiàn)階段研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一。論文針對(duì)蜂窩和D2D混合網(wǎng)絡(luò),研究聯(lián)合功率控制和信道分配抑制干擾、提升系統(tǒng)能效的方法。主要內(nèi)容如下:(1)構(gòu)建混合網(wǎng)絡(luò)干擾模型,分析一對(duì)一、多對(duì)一復(fù)用場(chǎng)景中的干擾原理以及不同因素對(duì)系統(tǒng)性能的影響,研究抑制干擾提升能效的方法,并對(duì)現(xiàn)有功率控制算法和信道分配算法進(jìn)行了對(duì)比分析。(2)針對(duì)在一對(duì)一復(fù)用場(chǎng)景下蜂窩用戶(Cellular User)與D2D用戶間存在干擾導(dǎo)致能效降低的問(wèn)題,將資源分配問(wèn)題劃分為功率控制和信道分配兩個(gè)子問(wèn)題,提出基于Lambert W函數(shù)的功率分配算法和基于Gale-Shapley方法的信道匹配算法。首先,以最大化單個(gè)D2D用戶能效為目標(biāo),在滿足蜂窩用戶最低信干噪比條件下,利用Lambert W函數(shù)推導(dǎo)出功率分配閉合表達(dá)式。然后,利用得到的功率分配結(jié)果,以最大化蜂窩用戶信干噪比和D2D用戶能效為目標(biāo),基于Gale-Shapley婚姻匹配方法提出最大化能量效率的信道匹配算法,得到最優(yōu)資源分配方案。仿真結(jié)果表明,論文所提算法不僅能夠保證蜂窩用戶速率,而且能夠提升系統(tǒng)能效和D2D用戶性能。(3)針對(duì)引入多個(gè)D2D用戶復(fù)用同一個(gè)蜂窩用戶信道資源導(dǎo)致系統(tǒng)性能惡化的問(wèn)題,考慮蜂窩用戶信干噪比要求,聯(lián)合功率控制和信道分配,提出一種基于迭代組合拍賣(mài)的資源分配算法。該算法以最大化系統(tǒng)能量效率為目標(biāo),把問(wèn)題求解過(guò)程描述為迭代組合拍賣(mài)模型,將復(fù)用同一信道的D2D用戶作為資源包,基站作為拍賣(mài)者,蜂窩用戶作為競(jìng)拍者。在滿足蜂窩用戶最低性能要求下,首先利用調(diào)整功率步進(jìn)的方式獲得D2D用戶最佳功率分配值,并計(jì)算資源包報(bào)價(jià)。然后,拍賣(mài)者將資源包分配給報(bào)價(jià)最高的競(jìng)拍者,通過(guò)迭代獲得最優(yōu)資源分配方案。仿真表明,論文所提算法保證了蜂窩用戶和D2D用戶的傳輸速率,有效地提升系統(tǒng)整體能效和傳輸速率。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

(a)蜂窩用戶受到干擾的情況 (b) D2D 用戶受到干擾的情況圖 2.4 蜂窩用戶和 D2D 用戶受到干擾的情況Fig 2.4 The interference of cellular users and D2D users(a)蜂窩用戶傳輸速率 (b) D2D 用戶傳輸速率圖 2.5 蜂窩用戶和 D2D 用戶傳輸速率示意圖

(a)蜂窩用戶傳輸速率 (b) D2D 用戶傳輸速率圖 2.5 蜂窩用戶和 D2D 用戶傳輸速率示意圖Fig 2.5 The rate of Cellular User and D2D User圖 2.4(a)給出了蜂窩用戶受到的不同位置上的 D2D 用戶的干擾圖，x 坐標(biāo)和 y坐標(biāo)表示 D2D 用戶的地理位置，z 坐標(biāo)表示 D2D 在不同位置上對(duì)小區(qū)基站收到的蜂窩用戶信號(hào)的干擾�？梢钥闯� D2D 用戶距離基站越遠(yuǎn)，基站受到的干擾越��；距離基站越近，基站受到的干擾越大。圖 2.3(b)給出了不同位置上的 D2D 用戶受到蜂窩用戶的干擾圖�？梢钥吹� D2D 用戶的位置距離蜂窩用戶發(fā)射端越遠(yuǎn)，所受到的蜂窩用戶干擾越��；反之，干擾越大。圖 2.4(a)和圖 2.4(b)分別為蜂窩用戶傳輸速率和 D2D 用戶傳輸速率。對(duì)比圖2.3(a)和圖 2.4(a)可知，如果 D2D 用戶對(duì)蜂窩用戶產(chǎn)生的干擾越小，蜂窩用戶的傳輸速率就越大。對(duì)比圖 2.3(b)和圖 2.4(b)可知，如果蜂窩用戶帶給 D2D 用戶的干擾越小，D2D 用戶的傳輸速率越大。因此，合理的選擇與蜂窩用戶復(fù)用頻譜資源的

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號(hào)：2766879