蜂窩網(wǎng)絡(luò)中模式選擇機(jī)制下的設(shè)備到設(shè)備通信性能分析.pdf

1、設(shè)備到設(shè)備通信(Device-to-Device，D2D)通常是指設(shè)備之間不需要經(jīng)過(guò)基站等基礎(chǔ)設(shè)施而可以直接進(jìn)行空口通信的一類技術(shù)。這里所謂的“設(shè)備”既包括人與人(Human-to-Human，H2H)中通過(guò)手機(jī)、電腦等移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通信的“人”，也包括物與物(Machine-to-Machine，M2M)通信中不需要人為參與而進(jìn)行通信的“物”。與傳統(tǒng)的D2D技術(shù)（如藍(lán)牙，Wifi-Direct）相比，在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入的D2D技術(shù)具有長(zhǎng)距

2、離的通信、工作在授權(quán)頻段、干擾可控、自動(dòng)連接等優(yōu)勢(shì)。
　　模式選擇機(jī)制是D2D通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，并與功率控制和資源分配機(jī)制具有緊密的聯(lián)系。本文研究了不同資源分配模式下的（半）靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模式選擇機(jī)制，并在每種模式選擇機(jī)制下建立評(píng)價(jià)模型，對(duì)決定系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，如平均吞吐量、平均丟包率、平均包時(shí)延等進(jìn)行分析比較，從而確定在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同網(wǎng)絡(luò)負(fù)載條件下能夠使得系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu)的模式選擇機(jī)制。
　　在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入D2D

3、通信會(huì)帶來(lái)額外的干擾問(wèn)題，包括多條D2D通信鏈路之間的干擾、一條D2D鏈路與一條蜂窩鏈路之間的干擾以及多條D2D鏈路與一條蜂窩鏈路之間的干擾。這就需要蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供相應(yīng)的無(wú)線資源管理和干擾協(xié)調(diào)策略，優(yōu)化系統(tǒng)性能。目前對(duì)于存在D2D功能的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的研究大多是基于無(wú)限非積壓的業(yè)務(wù)模型，即復(fù)用相同頻率資源的鏈路一直相互干擾，所以其干擾模型為靜態(tài)模型，與上述研究不同，本文基于業(yè)務(wù)隨機(jī)動(dòng)態(tài)到達(dá)的假設(shè)，只有當(dāng)復(fù)用相同時(shí)頻資源的鏈路同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)才

4、存在干擾，因此干擾模型是動(dòng)態(tài)變化的。
　　具有D2D功能的終端既可以利用D2D功能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也可以利用傳統(tǒng)的蜂窩功能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)D2D終端通過(guò)D2D功能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，隊(duì)列中數(shù)據(jù)包的到達(dá)率服從泊松分布，當(dāng)D2D終端通過(guò)蜂窩功能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需要通過(guò)兩跳的空口，第一跳隊(duì)列中數(shù)據(jù)包的到達(dá)率服從泊松分布，而第二跳數(shù)據(jù)包的到達(dá)過(guò)程依賴于第一跳數(shù)據(jù)包的離開過(guò)程。
　　建立排隊(duì)模型下的馬爾科夫鏈，馬爾科夫鏈中的系統(tǒng)狀態(tài)是為隊(duì)列