【摘要】：隨著移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展,無線應(yīng)用對速率需求的爆炸式增長與無線頻譜資源緊缺的矛盾日益涌現(xiàn),提高有限頻譜利用率的技術(shù)是近年來蜂窩網(wǎng)絡(luò)研究的重點。其中,設(shè)備與設(shè)備(Device-to-Device,D2D)通信技術(shù)允許用戶通過共享網(wǎng)絡(luò)資源直接進行通信,在一定程度上可以解決蜂窩網(wǎng)絡(luò)無線頻譜匱乏的問題。D2D中繼技術(shù)作為D2D通信中一項重要技術(shù),能夠有效地解決D2D通信距離短的問題,擴大D2D通信的通信半徑以及提高D2D通信的傳輸速率。論文針對研究了中繼協(xié)作D2D通信在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)合資源分配和模式選擇問題,目的是提高系統(tǒng)吞吐量或能量效率。本文的主要工作有:一、在支持D2D中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,存在蜂窩通信、D2D直連通信和D2D中繼通信三種通信模式,提出了利用拉格朗日對偶算法進行模式選擇以及D2D中繼通信模式下中繼選擇的方案,保證了蜂窩用戶和D2D用戶對的正常通信,并提高了系統(tǒng)的吞吐量。二、在支持D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,先分析推導(dǎo)出所有情況下最優(yōu)功率分配值,然后提出了利用匈牙利算法進行鏈路資源分配的方案,保證了蜂窩用戶和D2D用戶對的正常通信,并最大化了系統(tǒng)的能量效率。三、在支持D2D中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,先分析推導(dǎo)所有情況下最優(yōu)功率分配值,然后提出利用匈牙利算法進行鏈路聯(lián)合資源分配和模式選擇的方案,保證了蜂窩用戶和D2D用戶對正常的通信,并最大化了系統(tǒng)的吞吐量。四、在支持D2D中繼轉(zhuǎn)發(fā)通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中,先分析推導(dǎo)所有情況下最優(yōu)功率分配值,然后提出一個低復(fù)雜度且高可靠性的改進貪婪算法來解決一個帶有聯(lián)合資源分配、模式選擇以及中繼選擇的三維決策變量的指派問題,保證了蜂窩用戶和D2D用戶對的正常通信,并最大化了系統(tǒng)的能量效率。通過仿真對比貪婪算法證明改進貪婪算法具有更高的可靠性。
【圖文】：

為中繼協(xié)作 D2D。-1 所示，中繼轉(zhuǎn)發(fā)策略比較常用的方式有放大轉(zhuǎn)發(fā)模式和解碼發(fā)模式（AF）是一種比較簡單且方便分析的中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式，工節(jié)點在接收到待轉(zhuǎn)發(fā)信號之后，直接進行放大然后重新發(fā)送，的信號中包含需要發(fā)送的有效信號和噪聲信號兩部分。接收端的信號進行合并判決，然后得到所需信號。發(fā)模式（DF）通過在中繼節(jié)點處對接收信號進行解調(diào)和譯碼，構(gòu)造出信源的發(fā)送信號，從而可以有效地消除發(fā)送端到中繼鏈 AF 中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式不同之處在于，DF 中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式放大轉(zhuǎn)發(fā)信號，可以通過設(shè)置門限或者源信息的校驗編碼處理，而缺點傳，，并且在傳輸過程中會有累計�？梢酝ㄟ^使用循環(huán)冗余（C，當(dāng) CRC 校驗不正確時停止前傳數(shù)據(jù)，這樣可以實現(xiàn)頻譜利[12]。

題需要研究：一是傳輸模式選擇問題，二是 D2D 用戶與蜂窩用戶的無線資源共享問題。1）先解釋什么是傳輸模式選擇問題。在中繼協(xié)作的 D2D 系統(tǒng)中，待通信的用戶對有三種通信模式，分別是：① 通過基站進行一跳通信的傳統(tǒng)蜂窩模式；② 不通過任何中繼節(jié)點的 D2D 直連模式；② 通過中繼節(jié)點實現(xiàn)一跳的 D2D 中繼協(xié)作模式。所謂傳輸模式選擇，就是待通信的用戶對在上述三種模式之間進行選擇。這三種模式之間的邏輯關(guān)系如圖 1-2 所示。選擇 1 為是否使用 D2D 通信，選擇“是”則用戶進入到 D2D 通信模式，選擇“否”則進入蜂窩通信模式。在 D2D 通信模式中，選擇 2為是否使用中繼轉(zhuǎn)發(fā)，選擇“是”則用戶進入到中繼協(xié)作模式，選擇“否”則進入直連模式。在中繼協(xié)作 D2D 通信模式中，選擇 3 為是否有指定中繼，選擇“是”則不需要進行中繼選擇，選擇“否”則需要選擇中繼節(jié)點。
【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】：2019
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2611559