【摘要】：隨著移動通信的飛速發(fā)展,移動通信帶來的便利使其在生活中占有不可取代的地位。全球首個(gè)可商用部署的5G標(biāo)準(zhǔn)于2017年12月21日在國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織會議上的正式發(fā)布,未來網(wǎng)絡(luò)的移動通信性能將得到進(jìn)一步提升。D2D通信(Device-to-Device Communication)作為5G通信的關(guān)鍵技術(shù)之一,在增強(qiáng)用戶體驗(yàn)和增加頻譜利用率等方面起著重要作用,然而D2D通信的引入也會帶來一些負(fù)面影響。例如,當(dāng)D2D用戶復(fù)用蜂窩用戶的頻譜資源通信時(shí),蜂窩用戶和D2D用戶之間會產(chǎn)生互相干擾,D2D用戶之間也會互相形成干擾。功率控制作為協(xié)調(diào)D2D通信與蜂窩通信的關(guān)鍵技術(shù),在減小干擾和提升系統(tǒng)性能方面起著至關(guān)重要的作用。另一方面,由于信息發(fā)送耗能和通信計(jì)算耗能很大,以及電池技術(shù)發(fā)展的滯后性,導(dǎo)致無線通信終端能量緊缺,因此,提高能量利用率迫在眉睫。無線攜能技術(shù)(SWIPT,Simultaneous Wireless Information and Power Transfer)的提出在功率控制的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升能量利用率。因此,如何設(shè)計(jì)基于無線攜能技術(shù)的功率控制機(jī)制十分重要。具體來說,本文的研究主要包括以下兩個(gè)部分:(1)在小區(qū)中,建立D2D通信模型,針對建立的模型,利用博弈論定義D2D的效用函數(shù),并證明其有效性和收斂性。本文證明了此博弈模型納什均衡的存在性和唯一性,提出相應(yīng)的集中式和分布式功率控制機(jī)制。數(shù)值仿真表明,所提功率控制機(jī)制能有效地提高系統(tǒng)性能,減小D2D通信與蜂窩通信的相互干擾。(2)在小區(qū)中,引入無線攜能技術(shù),建立相應(yīng)的D2D通信模型,利用博弈論定義D2D的效用函數(shù),并證明其有效性和收斂性。本文證明了此博弈納什均衡的存在性和唯一性,提出相應(yīng)的集中式和分布式功率控制機(jī)制。數(shù)值仿真表明,所提功率控制機(jī)制能有效地提高系統(tǒng)性能,減小干擾,提高系統(tǒng)能量利用率。本文的研究意義包含:第一,在D2D通信中,定義D2D終端補(bǔ)償功率,利用博弈論得到所需功率控制機(jī)制,為D2D通信進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ);第二,在D2D通信中,將功率控制與無線攜能技術(shù)結(jié)合起來,利用博弈論研究得到減小干擾并提高能量利用率的功率控制機(jī)制,為無線攜能技術(shù)應(yīng)用于D2D通信奠定了理論基礎(chǔ)。
【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
【圖文】：

以定義為博弈關(guān)系。在這個(gè)博弈模型中，可以將 D2D 用功率集合定義為 D2D 用戶的策略集。據(jù)博弈論相關(guān)知識，定義博弈模型。用 = , ,i G p U2, ,n 表示博弈的參與者也就是n對 D2D 對， ip 表，并定義效用函數(shù)如下：iPi iU SINR 表示ip 對于iSINR 的綜合影響系數(shù)， 表示額外功率消是正數(shù)且 1。定義效用函數(shù)的關(guān)鍵在于兼顧補(bǔ)償功率假設(shè)B 代表增益，D代表減益，那么效用函數(shù)的形式為益與功率iSINR 正相關(guān)。因此，式 3.3 定義的效用函數(shù)是

圖 3.3 分布式機(jī)制下功率ip 隨著迭代次數(shù)的增加而變化的情況析前的固定傳輸功率，在所提的機(jī)制中，終端的傳輸功率時(shí)，這里考慮了來自于其他 D2D 鏈路以及其他小區(qū)的固定式機(jī)制作比較是很難的，所以，可以選擇與無功率補(bǔ)償功率控制機(jī)制適用于基站不參與 D2D 鏈路功率控第i條 D2D 鏈路僅能接受自身的發(fā)射功率及信道增益和2D 鏈路的發(fā)射功率，為了去比較不同鏈路的功率分配： i iiiSINR hNP p N I p p h P p h

(a) 補(bǔ)償功率隨迭代次數(shù)增加的情況 (b) 鏈路狀態(tài)隨迭代次數(shù)增加的情況圖 3.4 分布式機(jī)制下 3 條 D2D 鏈路隨著迭代次數(shù)的增加補(bǔ)償功率和鏈路狀態(tài)變化的情況，其中在第 4 次迭代實(shí)現(xiàn)了收斂(a) 補(bǔ)償功率隨迭代次數(shù)增加的情況 (b)鏈路狀態(tài)隨迭代次數(shù)增加的情況圖 3.5 分布式機(jī)制下 10 條 D2D 鏈路隨著迭代次數(shù)的增加補(bǔ)償功率和鏈路狀態(tài)變化的情況，其中在第 5 次迭代實(shí)現(xiàn)了收斂

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 任遠(yuǎn);多天線系統(tǒng)中的干擾管理與安全無線攜能通信技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

本文編號：2780284