【摘要】：為進(jìn)一步提高D2D通信系統(tǒng)的頻譜效率、能量效率和系統(tǒng)吞吐量,本文將社會(huì)網(wǎng)絡(luò)引入D2D通信中繼選擇。本文研究了基于社會(huì)特性和物理特性的協(xié)作D2D(Device-to-Device)中繼LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)模型,并基于該模型提出了一種新的基于社會(huì)關(guān)系的中間點(diǎn)中繼選擇方案SCMRS(Social-aware Connection Midpoint Relay Selection)。該方案的總體思路是:首先通過(guò)信道狀態(tài)信息獲得源節(jié)點(diǎn),目的節(jié)點(diǎn)和其它所有節(jié)點(diǎn)的位置。接著計(jì)算源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的中間位置,然后以這個(gè)中間位置為圓心,不斷增大搜索半徑,當(dāng)增大到小區(qū)半徑一半時(shí)停止,搜索信道增益大于閾值的空閑用戶(hù)且與源用戶(hù)具有社會(huì)關(guān)系的所有節(jié)點(diǎn)作為中繼的一個(gè)候選集合。最后利用全局搜索算法,來(lái)尋找中繼候選集中效用函數(shù)值最大的節(jié)點(diǎn),作為本方案最優(yōu)的中繼節(jié)點(diǎn)。本文中提出的SCMRS方案兼顧了源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的位置信息、物理特性及社會(huì)關(guān)系。該算法不僅考慮了系統(tǒng)吞吐量和節(jié)點(diǎn)連接成功率,同時(shí)兼顧了能量效率和頻譜效率。通過(guò)接入概率、系統(tǒng)吞吐量和效用函數(shù)值三個(gè)重要指標(biāo)對(duì)五種算法的總體性能做了仿真對(duì)比。仿真結(jié)果表明在相同條件下,SCMRS算法不僅能有效的改善系統(tǒng)的吞吐量,還提升了系統(tǒng)的能量效率和頻譜效率,優(yōu)于傳統(tǒng)中繼選擇算法。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.5
【圖文】：

6圖 2.1 LTE-A 網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖形 的性能要求，LTE-A 對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)做了全成部分：其一是負(fù)責(zé)核心網(wǎng)的 EPC（Evogement Entity）完成 EPC 的控制面， S-能；其二是負(fù)責(zé)接入網(wǎng)的 e Node B（Evo網(wǎng)（Evolved UTRAN）。如圖 2.1 所示，為 S1 和 X2。其中，X2 接口可以負(fù)責(zé) e 接口主要負(fù)責(zé) e Node B 與 MME 或者 e

圖 2.2 D2D 通信的工作方式D 靈活多樣的工作形式，適合于多種場(chǎng)景。隨著逐漸深入的研究，D2D 通信發(fā)展成為兩跳或者多跳方式。如圖 2.2 所示。下是 D2D 工作方式的簡(jiǎn)單介紹：當(dāng)兩個(gè)用戶(hù)的通信距離較近，就可以利用 D2D 進(jìn)行直接傳輸信息，包括�。ㄈ� DS 7 和 DD 7）。在通信過(guò)程中一些空閑節(jié)點(diǎn)可以作為中繼節(jié)點(diǎn)（如圖中 DR 1 和 DR 2），來(lái)距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，提升信息傳輸質(zhì)量。有些空閑用戶(hù)可以作為中繼節(jié)點(diǎn)，它可以協(xié)助其它用戶(hù)與基站進(jìn)行通信。如區(qū)邊緣的用戶(hù)（圖中 DR 3 的通信過(guò)程）和在小區(qū)以外的用戶(hù)（如圖中 D信過(guò)程），通過(guò)中繼鏈路可以協(xié)助他們與基站進(jìn)行更好的通信。

圖 3.1 雙層社會(huì)網(wǎng)絡(luò)模型示意圖本文主要單個(gè)小區(qū)的 LTE-A 系統(tǒng)如圖 3.1 所示[17]。該系統(tǒng)分為上下兩層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息傳輸，上層是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)層，考慮了用戶(hù)之間的真是社會(huì)關(guān)系，這些社會(huì)系可以從網(wǎng)絡(luò)在線平臺(tái)或者離線平臺(tái)中的用戶(hù)進(jìn)行提出；下層是物理層，主要包一些智能終端，如手機(jī)和平板等。近距離智能終端間能夠通過(guò) D2D 通信傳輸信息且物理信道的特征是與通信環(huán)境相關(guān)的。LTE-A 系統(tǒng)中社交層的用戶(hù)都會(huì)對(duì)應(yīng)著物理層面的用戶(hù)設(shè)備，它們之間形成應(yīng)關(guān)系。但社會(huì)特性和物理特性是由不同的因素決定，社會(huì)特性主要根據(jù)用戶(hù)之歷史通信的數(shù)據(jù)信息來(lái)確定，而物理特性主要根據(jù)實(shí)際的通信場(chǎng)景所確定。下面是對(duì)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的一些相關(guān)信息介紹:1）社會(huì)關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 林偉陽(yáng);張勖;于翠波;;LTE-A中D2D通信建立流程分析與設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代電信科技;2015年01期

2 趙季紅;孫彬;曲樺;;LTE-A中繼系統(tǒng)基于OFDMA的干擾解決算法[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2014年03期

3 李云;李宇明;蘇開(kāi)榮;曹儐;;LTE-A中繼網(wǎng)絡(luò)中基于小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)的分布式資源分配[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2013年07期

4 陳純鍇;謝紅;;改進(jìn)的協(xié)作中繼節(jié)點(diǎn)選擇策略[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

本文編號(hào)：2770746