發(fā)布時間：2017-05-18 19:05

  本文關(guān)鍵詞：面向無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的D2D通信資源分配方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線通信的發(fā)展,本地通信對數(shù)據(jù)傳輸速率的要求不斷提高。由于無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜資源逐漸匱乏,最大限度地提高蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的頻譜利用率已經(jīng)成為必然趨勢。設(shè)備與設(shè)備(Device-to-Device, D2D)通信技術(shù)允許用戶通過共享小區(qū)資源直接進行通信,在一定程度上可以解決無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜匱乏的問題。在無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)D2D通信所面臨的一個關(guān)鍵問題是如何高效地分配無線頻譜資源,降低小區(qū)內(nèi)的干擾,提高小區(qū)的無線資源利用率和系統(tǒng)吞吐量。本碩士學(xué)位論文在研究D2D通信技術(shù)的背景、現(xiàn)狀和難點的基礎(chǔ)上,針對無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)不同場景下的D2D通信資源分配問題,對D2D通信資源分配算法進行了深入研究,取得了一些具有一定創(chuàng)新性的研究成果。首先,考慮到實際系統(tǒng)中不同的D2D用戶對通常有著不同的業(yè)務(wù)速率需求,傳統(tǒng)的資源分配算法無法提供滿意的D2D通信服務(wù)質(zhì)量。因此,論文提出了一種基于業(yè)務(wù)速率需求感知的D2D通信資源分配算法。該算法將資源分配過程劃分為兩個階段：按需分配階段和二次分配階段。按需分配階段的主要目標是滿足D2D用戶的基本業(yè)務(wù)速率需求,先根據(jù)用戶的信道增益信息,獲得滿足每個D2D用戶對業(yè)務(wù)速率需求時所需資源共享的最小蜂窩用戶個數(shù),再根據(jù)吞吐量增量降序排列的結(jié)果,選取排列在前面的蜂窩用戶資源分配給D2D用戶對；二次分配階段的主要目標是充分利用小區(qū)中的蜂窩用戶資源,根據(jù)定義的目標評價函數(shù)為剩余的蜂窩用戶選擇較優(yōu)的D2D用戶對與之共享資源。仿真結(jié)果表明,該算法不僅能有效提高D2D通信的在業(yè)務(wù)速率方面的服務(wù)質(zhì)量,同時在提升系統(tǒng)吞吐量和減輕干擾方面也具有較好的性能。然后,考慮到在移動用戶密集分布時,小區(qū)中可能存在大量需要D2D通信的用戶,而現(xiàn)有的D2D通信資源分配算法通常無法支持小區(qū)中大量的D2D用戶通信。因此,論文提出了一種基于時分調(diào)度的D2D通信資源分配算法,創(chuàng)新地將時分調(diào)度的思想運用到D2D通信的資源分配中。該算法的資源分配過程包含兩個部分：每個時隙上的D2D用戶對分配和每個時隙上的資源塊(Resource Block, RB)分配。在每個時隙上的D2D用戶對分配時,根據(jù)負載均衡準則和位置分散準則,將大量的D2D用戶對分散到不同的時隙上；在每個時隙上的RB分配時,考慮D2D用戶的最低數(shù)據(jù)速率需求,在盡量滿足D2D用戶速率需求的基礎(chǔ)上提高系統(tǒng)的吞吐量。仿真結(jié)果表明,該算法能夠支持D2D用戶較多的場景,有效地提高D2D通信的在業(yè)務(wù)速率方面的服務(wù)質(zhì)量,同時可以獲得系統(tǒng)吞吐量的提升。最后,考慮到采用基于時分調(diào)度的D2D通信資源分配算法時,基站每隔一個調(diào)度周期就要對小區(qū)中的D2D通信進行一次資源調(diào)度,且需要不斷地調(diào)整時隙劃分策略。因此,為了降低基站的負載,論文針對D2D用戶較多的場景,進一步提出了一種基于自適應(yīng)時分調(diào)度的D2D通信資源分配算法。該算法的基本思想是將時分調(diào)度策略運用到一段無幀邊界的時間上,D2D用戶對以一定的優(yōu)先級次序接入劃分后的時隙與蜂窩用戶共享資源。同時,將比例公平算法應(yīng)用到自適應(yīng)時分調(diào)度中,并結(jié)合D2D通信資源分配的特點,在經(jīng)典比例公平算法的基礎(chǔ)上,提出了一種改進型比例公平算法。所改進的比例公平算法能夠根據(jù)當前D2D用戶對的調(diào)度優(yōu)先級來自適應(yīng)地確定在當前時隙上需要調(diào)度的D2D用戶對。仿真結(jié)果表明,該算法能夠支持小區(qū)中D2D用戶較多的場景,即增加小區(qū)的D2D用戶容量,同時也能夠提高小區(qū)中平均D2D用戶速率滿意度和D2D通信資源分配的公平性,并獲得較高的系統(tǒng)吞吐量增量。
【關(guān)鍵詞】：蜂窩網(wǎng)絡(luò) D2D通信 資源分配 需求感知 時分調(diào)度
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.53
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 縮略語9-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文主要研究工作和章節(jié)安排13-16
• 第二章 無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的D2D通信技術(shù)16-26
• 2.1 D2D通信概述16-20
• 2.1.1 D2D通信的定義16
• 2.1.2 D2D通信的工作原理16-18
• 2.1.3 D2D通信的特點18-20
• 2.2 D2D通信資源分配20-24
• 2.2.1 資源共享模式20-21
• 2.2.2 非正交資源共享模式分析21-23
• 2.2.3 系統(tǒng)時頻資源結(jié)構(gòu)23-24
• 2.2.4 信道增益分析24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第三章 基于業(yè)務(wù)速率需求感知的D2D通信資源分配算法26-40
• 3.1 研究目的與意義26
• 3.2 系統(tǒng)模型26-29
• 3.2.1 場景與基本假設(shè)26-27
• 3.2.2 問題分析27-28
• 3.2.3 問題描述28-29
• 3.3 基于業(yè)務(wù)速率需求感知的資源分配算法29-33
• 3.3.0 基本思想29-30
• 3.3.1 按需分配階段30-31
• 3.3.2 二次分配階段31-33
• 3.4 仿真結(jié)果與性能分析33-39
• 3.4.1 D2D通信滿意度34-35
• 3.4.2 系統(tǒng)吞吐量35-37
• 3.4.3 蜂窩用戶速率減少總量37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于時分調(diào)度的D2D通信資源分配算法40-54
• 4.1 研究目的與意義40
• 4.2 系統(tǒng)模型40-44
• 4.2.1 場景與基本假設(shè)40-42
• 4.2.2 問題分析42-43
• 4.2.3 問題描述43-44
• 4.3 基于時分調(diào)度的資源分配算法44-48
• 4.3.1 基本思想44-45
• 4.3.2 每個時隙上的D2D用戶對分配45-46
• 4.3.3 每個時隙上的資源塊分配46-48
• 4.4 仿真結(jié)果與性能分析48-53
• 4.4.1 D2D通信滿意度49-51
• 4.4.2 系統(tǒng)吞吐量51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 基于自適應(yīng)時分調(diào)度的D2D通信資源分配算法54-68
• 5.1 研究目的與意義54
• 5.2 基于自適應(yīng)時分調(diào)度的資源分配54-58
• 5.2.0 基本思想54-55
• 5.2.1 經(jīng)典比例公平算法55-56
• 5.2.2 改進型比例公平算法56-57
• 5.2.3 資源分配步驟57-58
• 5.3 仿真結(jié)果與性能分析58-67
• 5.3.1 平均D2D用戶速率滿意度58-62
• 5.3.2 D2D用戶容量62-63
• 5.3.3 公平性標準差63-66
• 5.3.4 系統(tǒng)吞吐量增量66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-72
• 6.1 研究成果68-69
• 6.2 進一步研究的方向69-72
• 參考文獻72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果76-78
• 致謝78

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬忠建,方旭明,傲丹;虛擬蜂窩網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展[J];數(shù)據(jù)通信;2004年06期

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6 倪銳;周武e

本文編號：376880