【摘要】：蜂窩網(wǎng)絡(luò)滿負(fù)載狀態(tài)下,終端直通(Device-to-Device,D2D)技術(shù)允許鄰近用戶通過資源復(fù)用完成數(shù)據(jù)傳輸,結(jié)合有效的資源分配方法抑制干擾,可實(shí)現(xiàn)頻譜利用率和系統(tǒng)容量的共同提升。此外,將中繼技術(shù)引入D2D通信,可支持多種傳輸模式(直傳模式,兩跳模式,協(xié)作模式),擴(kuò)展通信覆蓋范圍,進(jìn)一步增強(qiáng)D2D性能。然而,由于兩跳和協(xié)作模式的引入會(huì)帶來額外的功率消耗,并且使得干擾情況更為復(fù)雜,為充分發(fā)揮D2D通信優(yōu)勢(shì),應(yīng)對(duì)未來5G中高速率、高能效的迫切需求,本文對(duì)多模式D2D通信中面向能量效率優(yōu)化的三維資源聯(lián)合分配方法展開研究,具體工作如下:從系統(tǒng)能量效率的角度出發(fā),以直傳模式、兩跳模式、協(xié)作模式為模式備選集,建立了功率控制、模式選擇和信道分配的三維聯(lián)合優(yōu)化問題。通過利用D2D通信鏈路正交性和D2D傳輸模式唯一性,對(duì)三維聯(lián)合優(yōu)化問題進(jìn)行分解,得到了最大化系統(tǒng)能量效率的最優(yōu)分配方法。在此基礎(chǔ)上,提出一種低復(fù)雜度的次優(yōu)方法,在逼近最優(yōu)解的同時(shí)有效降低算法運(yùn)行時(shí)間。仿真結(jié)果表明:相較于僅考慮直傳和兩跳模式的二維資源聯(lián)合分配方法,本文所提出的三維資源分配方法在系統(tǒng)能量效率上獲得了顯著的性能提升,同時(shí)次優(yōu)方法在系統(tǒng)能量效率上也達(dá)到了最優(yōu)方法的96.2%。針對(duì)最大化系統(tǒng)能量效率可能會(huì)導(dǎo)致某些D2D用戶的能量效率較低的問題,本文進(jìn)一步研究了基于用戶間公平性的三維資源聯(lián)合分配方法。一方面,考慮最優(yōu)公平性,以最大化最小能量效率為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行資源分配,仿真結(jié)果表明在資源分配方法中引入?yún)f(xié)作模式將提升公平性。另一方面,由于最小能量效率的提高會(huì)降低系統(tǒng)能量效率,為綜合考慮性能收益,以最大化系統(tǒng)能量效率為優(yōu)化目標(biāo),最小能量效率為約束條件,設(shè)計(jì)功率-模式-信道的資源聯(lián)合分配方法。仿真結(jié)果表明通過調(diào)整最小能量效率門限,我們可以實(shí)現(xiàn)D2D系統(tǒng)在最優(yōu)系統(tǒng)能量效率和最優(yōu)公平性間的折中。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5

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本文編號(hào)：2638447