本文關(guān)鍵詞：LTE-Advanced系統(tǒng)中D2D通信干擾管理與資源分配研究

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【摘要】：為應(yīng)對(duì)未來爆炸性的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)、海量的設(shè)備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景,第五代移動(dòng)通信(5G)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。終端直通技術(shù)(D2D)作為5G的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),可有效降低基站負(fù)載、減小終端的發(fā)射功率、降低傳輸時(shí)延,并提高頻譜利用率。特別是在一些本地業(yè)務(wù)中,D2D通信具有其他同類技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 在D2D與蜂窩混合網(wǎng)絡(luò)中,由于D2D用戶可以與蜂窩用戶共享無線資源,D2D與蜂窩系統(tǒng)間的干擾不可避免。因此,研究D2D通信的無線資源管理是一項(xiàng)非常重要的課題。針對(duì)5G系統(tǒng)的愿景與新需求,本文從能效、峰值速率和新應(yīng)用場(chǎng)景三個(gè)方面對(duì)D2D通信的干擾管理與資源分配問題進(jìn)行了研究,旨在實(shí)現(xiàn)D2D通信的進(jìn)一步增強(qiáng)。本文的主要貢獻(xiàn)如下： 第一,提出了一種最大化D2D系統(tǒng)能效的資源分配算法。首先,分析了單條D2D鏈路在非協(xié)作和協(xié)作模式下的能效表達(dá)式,并證明單條D2D鏈路的能效主要由與它共享無線資源的蜂窩用戶的位置決定；其次,由單對(duì)D2D用戶拓展到多對(duì)D2D用戶,提出了一種基于位置的信道復(fù)用算法。該算法將信道復(fù)用問題建模成指派問題,并利用匈牙利算法求解。最后,通過仿真表明：所提算法可有效提高D2D系統(tǒng)的總能效,同時(shí)滿足每對(duì)D2D用戶的最低速率要求。 第二,在D2D系統(tǒng)中引入多天線(MIMO)技術(shù),針對(duì)基站對(duì)D2D接收端干擾較嚴(yán)重的問題,提出了一種基于基站下行預(yù)編碼的干擾抑制策略。該策略通過在基站預(yù)編碼時(shí)加入對(duì)D2D用戶干擾抑制的考慮,使基站在將下行波束對(duì)準(zhǔn)其調(diào)度的蜂窩用戶的同時(shí),在D2D用戶方向上形成零陷,從而有效抑制了基站對(duì)D2D用戶的干擾。此外,考慮到實(shí)際系統(tǒng)中基站難以獲取完美信道信息,又進(jìn)一步推導(dǎo)了信道估計(jì)誤差對(duì)預(yù)編碼性能的影響。最后,通過仿真表明：所提預(yù)編碼策略可有效提高D2D用戶的吞吐量,但這種性能增益很大程度上依賴于基站到D2D用戶信道估計(jì)的準(zhǔn)確性。 第三,對(duì)D2D輔助下的兩階段協(xié)作多播進(jìn)行了研究。首先,針對(duì)大量多播用戶密集分布在較小區(qū)域的場(chǎng)景,提出了將D2D多播用于兩階段協(xié)作多播的重傳階段,并提出一種新的重傳用戶選擇策略；其次,重點(diǎn)研究了兩階段協(xié)作多播的最優(yōu)時(shí)隙分配,以最大化兩階段的總資源利用效率。本文將時(shí)隙分配問題建模成優(yōu)化問題,利用序列二次規(guī)劃(SQP)算法求解。最后,通過仿真表明：(1)D2D輔助下的兩階段協(xié)作多播相比于傳統(tǒng)單階段多播,可獲得更高的資源利用效率,且這種增益將隨D2D多播簇到基站距離的增大而增大。(2)針對(duì)不同位置的D2D多播簇,應(yīng)采用不同的兩階段時(shí)隙分配,以達(dá)到總資源利用效率的最優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：D2D 資源分配 能效 MIMO 協(xié)作多播
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 D2D通信技術(shù)概述10-14
• 1.1.1 D2D與蜂窩系統(tǒng)的資源共享方式11-12
• 1.1.2 D2D通信的控制方式12-13
• 1.1.3 D2D通信的干擾管理與資源分配13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 需求與挑戰(zhàn)15-17
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 最大化D2D系統(tǒng)能效的資源分配算法研究18-30
• 2.1 引言18-19
• 2.2 系統(tǒng)模型19-20
• 2.3 D2D鏈路能效分析20-23
• 2.3.1 非協(xié)作模式的D2D鏈路能效20-21
• 2.3.2 協(xié)作模式下的D2D鏈路能效21-23
• 2.3.3 D2D鏈路能效分析23
• 2.4 最大化D2D系統(tǒng)能效的資源分配算法23-25
• 2.4.1 問題建模23-24
• 2.4.2 算法步驟24-25
• 2.5 仿真結(jié)果及分析25-28
• 2.6 本章小結(jié)28-30
• 第三章 D2D-MIMO系統(tǒng)中基于預(yù)編碼的干擾抑制研究30-42
• 3.1 引言30-31
• 3.2 基于Null-space的干擾抑制策略31-35
• 3.2.1 系統(tǒng)模型31-33
• 3.2.2 算法思想33-34
• 3.2.3 算法步驟34-35
• 3.3 算法性能理論分析35-36
• 3.3.1 D2D用戶性能分析35
• 3.3.2 蜂窩用戶性能分析35-36
• 3.4 信道估計(jì)誤差對(duì)預(yù)編碼性能的影響36-37
• 3.5 仿真結(jié)果及分析37-40
• 3.6 本章小結(jié)40-42
• 第四章 D2D協(xié)作多播場(chǎng)景的資源分配研究42-54
• 4.1 引言42-43
• 4.2 系統(tǒng)模型43-45
• 4.3 多播系統(tǒng)覆蓋率分析45-48
• 4.3.1 單階段多播的覆蓋率45
• 4.3.2 兩階段協(xié)作多播的覆蓋率45-48
• 4.4 兩階段協(xié)作多播的最優(yōu)時(shí)隙分配48-50
• 4.4.1 優(yōu)化問題建模48-49
• 4.4.2 問題求解49-50
• 4.5 仿真結(jié)果及分析50-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 第五章 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 全文總結(jié)及主要貢獻(xiàn)54-55
• 5.2 對(duì)下一步研究的建議及未來研究方向55-56
• 參考文獻(xiàn)56-62
• 致謝62-64
• 攻讀碩士期間研究成果64

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 付博方;D2D多播通信場(chǎng)景下的中繼選擇與數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

2 杜明君;蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)下多播通信中的中繼選擇研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

3 李玉兵;未來移動(dòng)通信系統(tǒng)中的D2D關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

4 皮愛霞;LTE系統(tǒng)下D2D多播重傳技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2014年

5 王漢增;IMT-A系統(tǒng)基站輔助的D2D多播實(shí)現(xiàn)研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

6 尹充;LTE-Advanced系統(tǒng)中D2D通信干擾管理與資源分配研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

7 薄曉寧;面向IMT-A的D2D系統(tǒng)通信機(jī)制優(yōu)化的研究[D];北京交通大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：760825