發(fā)布時間：2020-06-20 03:32

【摘要】：隨著下一代移動網絡的快速發(fā)展,終端設備與應用程序的數(shù)量呈現(xiàn)爆炸式的增長,如何在有限的頻譜資源中獲得更快的數(shù)據(jù)傳輸速率、更廣的網絡覆蓋范圍以及更高的頻譜資源利用率成為了學者們共同的研究目標,設備到設備通信(Device-to-Device,D2D)等前沿通信技術應運而生。設備到設備通信是指通信網絡中鄰近設備之間直接通信的技術,目前已被列為第五代移動通信(The 5th Generation,5G)的關鍵技術之一。D2D通信技術的引入,可以有效地提高頻譜利用率、降低傳輸時延、擴大網絡覆蓋、提高系統(tǒng)吞吐量,但同時D2D通信技術也會因頻譜資源復用而產生更加復雜的干擾情況。因此,只有進行有效的無線資源管理才能發(fā)揮出D2D通信技術的優(yōu)勢。本文基于以上背景,主要研究了在異構蜂窩網絡中如何合理地為D2D用戶選擇通信模式以及分配頻譜資源的相關技術和解決方案。本文主要工作以及創(chuàng)新點總結如下:1、本文介紹了D2D通信技術的概念和主要的增益特性,并與其他短距離無線通信技術進行了多方面的比較。然后分析了D2D設備發(fā)現(xiàn)與會話建立過程,研究了D2D用戶復用頻譜資源的四種干擾場景以及D2D通信技術的四種通信模式,同時對D2D用戶更適合復用上行鏈路資源的原因進行了分析。另外,本文還總結了可以解決干擾問題的功率控制方法以及D2D通信技術的應用場景。2、針對D2D用戶采用蜂窩模式時通信服務質量不佳,而隨機復用宏用戶(Macro User Equipment,MUE)資源則會產生嚴重干擾的問題,本文引入拍賣模型中的VCG(Vickrey-Clarke-Groves)拍賣,提出了一種基于位置限制和VCG拍賣的D2D用戶通信模式選擇方案。根據(jù)MUE和D2D接收端的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)確定位置限制范圍,將MUE進行集合劃分。然后在D2D用戶可復用的MUE集合中,利用VCG拍賣為D2D用戶確定通信模式,為采用復用模式的D2D用戶選擇最佳復用對象。仿真結果表明,本文所提出的算法能夠為D2D用戶選擇最優(yōu)的通信模式,顯著改善D2D用戶性能,提高了頻譜利用率,提高了系統(tǒng)的吞吐量。3、針對D2D用戶數(shù)遠大于鏈路資源數(shù)的情況,本文提出了一種基于位置限制的D2D用戶分簇資源分配方案。首先,根據(jù)D2D接收端的信干噪比確定位置限制范圍,并與D2D用戶對之間的距離作對比,構建出干擾拓撲圖,采用圖著色理論對D2D用戶進行分簇。然后,為了滿足D2D用戶和宏用戶的QoS需求,對D2D用戶簇進行篩選、重構。最后為D2D用戶簇分配最優(yōu)頻譜資源進行復用。仿真結果表明,本文所提出的算法能夠有效地提高D2D用戶的接入率,提高頻譜利用率和系統(tǒng)的吞吐量。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5
【圖文】：

戶間的直接通信距離比兩個用戶各自到基站的距離長時，圖 2.7 是小區(qū)內 100 個用戶按照上述方案進行模式選擇的 D2D 鏈路，綠色線代表蜂窩鏈路。仿真結果取 1000 次蒙得出了兩種通信方式的平均鏈路長度和數(shù)量，統(tǒng)計結果如

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本文編號：2721801