支持D2D傳輸(D2D-underlay)的蜂窩通信技術(shù),允許蜂窩系統(tǒng)中距離較近的用戶在基站的控制下進(jìn)行數(shù)據(jù)直傳,從而可以極大節(jié)省系統(tǒng)功率和頻譜資源,因此成為5G及B5G系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。對于D2D-underlay蜂窩通信系統(tǒng),如何合理規(guī)劃D2D用戶和蜂窩用戶的鏈路參數(shù),降低D2D用戶和蜂窩用戶之間的干擾是實(shí)現(xiàn)D2D-underlay系統(tǒng)高效運(yùn)行的關(guān)鍵。本文圍繞該問題,以D2D-underlay上行蜂窩基站多天線接收通信系統(tǒng)為研究場景,分別針對常規(guī)應(yīng)用場景下D2D與蜂窩用戶的和速率與和能效性能指標(biāo),以及非常規(guī)安全應(yīng)用場景下D2D與蜂窩用戶的安全和速率性能指標(biāo),考慮了D2D與蜂窩用戶鏈路參數(shù)的聯(lián)合優(yōu)化問題。這些鏈路參數(shù)包括D2D鏈路的信道選擇與發(fā)送功率,蜂窩用戶上行鏈路的信道選擇、發(fā)送功率以及基站的接收矩陣。主要工作有以下四個(gè)部分:一、研究了 D2D-underlay蜂窩系統(tǒng)中保證蜂窩用戶最低速率需求時(shí),基于D2D用戶加權(quán)和速率以及加權(quán)和能效最大化的蜂窩用戶的信道與功率分配以及D2D用戶的功率分配問題。主要工作如下:1)由于信道分配變量是離散的,所考慮的兩個(gè)優(yōu)化問題都是混合整數(shù)規(guī)劃問題...

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞
符號說明
第1章 緒論
    1.1 D2D通信及其優(yōu)點(diǎn)與挑戰(zhàn)
        1.1.1 什么是D2D通信?
        1.1.2 D2D通信的優(yōu)點(diǎn)
        1.1.3 D2D通信的挑戰(zhàn)與主要研究方向
    1.2 研究文獻(xiàn)綜述
        1.2.1 面向頻譜效率最大化的干擾協(xié)調(diào)
        1.2.2 面向非完美CSI條件下用戶速率最大化的干擾協(xié)調(diào)
        1.2.3 面向能效最大化的干擾協(xié)調(diào)
        1.2.4 面向安全速率最大化的干擾協(xié)調(diào)
    1.3 論文研究內(nèi)容簡介
        1.3.1 論文研究思路
        1.3.2 論文工作簡介
第2章 D2D-underlay系統(tǒng)基于加權(quán)和速率與和能效最大化的信道與功率分配
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)模型及問題描述
        2.2.1 系統(tǒng)模型
        2.2.2 問題描述
    2.3 基于頻譜效率的信道分配和功率控制
        2.3.1 問題化簡
        2.3.2 問題求解
        2.3.3 復(fù)雜度分析
    2.4 基于能量效率的信道分配和功率控制
        2.4.1 問題化簡
        2.4.2 問題求解
        2.4.3 復(fù)雜度分析
    2.5 仿真結(jié)果
        2.5.1 仿真參數(shù)設(shè)置
        2.5.2 加權(quán)和速率仿真分析
        2.5.3 加權(quán)和能效仿真分析
    2.6 本章小結(jié)
    2.7 附錄
        2.7.1 定理2.1的證明
        2.7.2 定理2.2的證明
第3章 D2D-underlay系統(tǒng)基于蜂窩與D2D用戶非精確CSI和速率最大化的功率以及基站接收矩陣的聯(lián)合優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型及問題描述
        3.2.1 系統(tǒng)模型
        3.2.2 問題描述
    3.3 基于非精確CSI和速率的功率與接收矩陣優(yōu)化
        3.3.1 問題化簡
        3.3.2 問題求解
        3.3.3 收斂性分析
        3.3.4 復(fù)雜度分析
    3.4 仿真結(jié)果
        3.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置
        3.4.2 RTD算法的收斂性
        3.4.3 與傳統(tǒng)蜂窩通信對比
        3.4.4 RTD算法的性能評估
    3.5 本章小結(jié)
    3.6 附錄
        3.6.1 定理3.1的證明
        3.6.2 定理3.2的證明
        3.6.3 定理3.3的證明
        3.6.4 定理3.4的證明
第4章 D2D-underlay系統(tǒng)基于上行安全和速率最大化的信道、功率以及基站接收矩陣的聯(lián)合優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型及問題描述
        4.2.1 系統(tǒng)模型
        4.2.2 問題描述
    4.3 基于物理層安全的功率與接入控制
        4.3.1 沒有D2D通信的場景
        4.3.2 存在D2D通信的場景
        4.3.3 收斂性分析
        4.3.4 復(fù)雜度分析
    4.4 仿真結(jié)果
        4.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置
        4.4.2 蜂窩用戶安全性能仿真分析
    4.5 本章小結(jié)
    4.6 附錄
        4.6.1 引理4.1的證明
        4.6.2 引理4.2的證明
        4.6.3 定理4.1的證明
第5章 D2D-underlay系統(tǒng)基于蜂窩與D2D用戶安全和速率最大化的功率以及基站接收矩陣的聯(lián)合優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型及問題描述
        5.2.1 系統(tǒng)模型
        5.2.2 問題描述
    5.3 基于物理層安全的傳輸設(shè)計(jì)
        5.3.1 功率控制以及基站端接收機(jī)設(shè)計(jì)
        5.3.2 非法用戶端接收機(jī)設(shè)計(jì)
        5.3.3 收斂性分析
    5.4 仿真結(jié)果
        5.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置
        5.4.2 系統(tǒng)安全性能仿真分析
    5.5 本章小結(jié)
    5.6 附錄
        5.6.1 定理5.1的證明
        5.6.2 定理5.2的證明
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
博士期間參與的項(xiàng)目及獲得的科研獎(jiǎng)勵(lì)
致謝



本文編號：4038703