本文選題：D2D　切入點(diǎn)：設(shè)備發(fā)現(xiàn)　出處：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,設(shè)備終端直接通信技術(shù)(D2D,Device-to-Device)作為未來5G場景下的熱點(diǎn)研究內(nèi)容之一,已經(jīng)受到了越來越廣泛地研究和討論。D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)和D2D數(shù)據(jù)通信是實(shí)現(xiàn)近鄰用戶服務(wù)的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),其中,D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)是指D2D設(shè)備感知和識別周圍潛在通信用戶的過程,而D2D數(shù)據(jù)通信是指用戶間通過建立物理鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。在上述關(guān)鍵技術(shù)中,D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)是D2D數(shù)據(jù)通信的首要條件,對D2D通信具有重要的影響。然而,現(xiàn)有的D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制普遍存在發(fā)現(xiàn)概率低、發(fā)現(xiàn)時延大等問題,為了解決這些問題,本文主要從以下三個方面進(jìn)行了研究:首先,基于LTE-A網(wǎng)絡(luò)中的隨機(jī)接入技術(shù)設(shè)計(jì)了單小區(qū)場景下的一種基于競爭的D2D設(shè)備自主發(fā)現(xiàn)機(jī)制。該機(jī)制引入隨機(jī)退避策略以減少碰撞,提高設(shè)備發(fā)現(xiàn)概率。為了進(jìn)一步減少D2D用戶在設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程中的碰撞,本文提出了基于接入等級限制的動態(tài)擁塞控制機(jī)制。仿真結(jié)果表明,本文提出的D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制能夠提高D2D設(shè)備的發(fā)現(xiàn)數(shù)量和資源利用效率,降低平均發(fā)現(xiàn)時延。其次,結(jié)合3GPP最新標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展,引入公共安全和普通商用服務(wù)共存的網(wǎng)絡(luò)場景,提出了基于優(yōu)先級的混合D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制。針對公共安全服務(wù)用戶,提出了基站輔助下的動態(tài)資源調(diào)度機(jī)制,而針對普通商業(yè)服務(wù)用戶,本文采用競爭和動態(tài)分配相結(jié)合的混合資源調(diào)度機(jī)制。仿真結(jié)果表明,所提出的混合設(shè)備發(fā)現(xiàn)機(jī)制能夠提高系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)用戶數(shù)量,降低平均能量損耗。最后,本文對多小區(qū)場景下帶內(nèi)泄漏干擾和同頻干擾對D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)性能的影響進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上建立了基于隨機(jī)幾何的D2D接收端信干比模型和設(shè)備發(fā)現(xiàn)概率模型。仿真結(jié)果表明,帶內(nèi)泄漏干擾隨發(fā)現(xiàn)資源和上行蜂窩資源之間距離的減小而增大,進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)現(xiàn)概率降低。為了降低D2D設(shè)備發(fā)現(xiàn)過程面臨的干擾,提高設(shè)備發(fā)現(xiàn)概率,本文還提出了一種基于用戶距離的功率控制機(jī)制,仿真結(jié)果證明了該機(jī)制的有效性。
[Abstract]:In recent years, as one of the hot research contents in the future 5G scenario, the direct communication technology of device terminal (D2DN) Device-to-Devicehas been studied and discussed more and more widely. D2D device discovery and D2D data communication are two key technologies to realize the service of the nearest neighbor user. D2D device discovery refers to the process of perceiving and identifying potential communication users around D2D devices. D2D data communication refers to the process of data transmission between users by establishing physical links. Among the above key technologies, the discovery of D2D devices is the primary condition of D2D data communication and has an important impact on D2D communication. In order to solve the problems of low discovery probability and large discovery delay in the existing D2D device discovery mechanism, this paper mainly studies the following three aspects: first of all, Based on the random access technology in LTE-A network, a competitive D2D device autonomous discovery mechanism is designed in single cell scenario, which introduces a random Backoff strategy to reduce collisions. In order to further reduce the collision of D2D users in the process of device discovery, a dynamic congestion control mechanism based on access level restriction is proposed. The simulation results show that, The D2D device discovery mechanism proposed in this paper can improve the number of D2D devices and the efficiency of resource utilization, and reduce the average discovery delay. Secondly, combined with the latest standardization progress of 3GPP, the network scenario of public security and common commercial services co-exist is introduced. A hybrid D2D device discovery mechanism based on priority is proposed, and a dynamic resource scheduling mechanism assisted by base station is proposed for users of public security services. The simulation results show that the proposed hybrid device discovery mechanism can increase the number of users found in the system and reduce the average energy loss. In this paper, the effects of in-band leakage interference and co-frequency interference on the discovery performance of D2D devices in multi-cell scenarios are studied. On this basis, a D2D receiver signal-to-interference ratio model and a device discovery probability model based on random geometry are established. The simulation results show that the in-band leakage interference increases with the decrease of the distance between the discovery resource and the uplink cellular resource. In order to reduce the interference in the process of D2D device discovery and improve the probability of device discovery, a power control mechanism based on user distance is proposed in this paper. The simulation results show that the mechanism is effective.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5

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本文編號：1657204