【摘要】：蜂窩網(wǎng)絡(luò)滿負載狀態(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),擴展通信覆蓋范圍,進一步增強D2D性能。然而,由于兩跳和協(xié)作模式的引入會帶來額外的功率消耗,并且使得干擾情況更為復雜,為充分發(fā)揮D2D通信優(yōu)勢,應對未來5G中高速率、高能效的迫切需求,本文對多模式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,對三維聯(lián)合優(yōu)化問題進行分解,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,提出一種低復雜度的次優(yōu)方法,在逼近最優(yōu)解的同時有效降低算法運行時間。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,同時次優(yōu)方法在系統(tǒng)能量效率上也達到了最優(yōu)方法的96.2%。針對最大化系統(tǒng)能量效率可能會導致某些D2D用戶的能量效率較低的問題,本文進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)化目標進行資源分配,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,最小能量效率為約束條件,設(shè)計功率-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。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

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1 Guy Ringwald;方兆s，

本文編號：2638447