未來蜂窩網(wǎng)絡(luò)中D2D通信技術(shù)研究.pdf

1、隨著用戶數(shù)量和業(yè)務(wù)需求的急劇增長，頻譜資源短缺成為無線通信技術(shù)發(fā)展的瓶頸。如何更有效利用授權(quán)頻段以平衡蜂窩系統(tǒng)頻譜資源的供求逆差，成為重要的研究課題。為此，LTE-A網(wǎng)絡(luò)引入D2D通信技術(shù)，允許短距離終端用戶之間通過共享小區(qū)資源進(jìn)行直接通信，可在一定程度上緩解蜂窩系統(tǒng)無線資源匱乏的難題。此外，D2D通信的技術(shù)優(yōu)勢還包括：減輕蜂窩基站的負(fù)載，降低移動終端設(shè)備的電池功耗，增大數(shù)據(jù)傳輸速率，還能支持新型的小范圍點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)服務(wù)。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，D

2、2D通信技術(shù)受到了標(biāo)準(zhǔn)化組織、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
　　本文的主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　?。?）D2D通信在LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)下系統(tǒng)模型分析。首先，對LTE/LTE-A的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容作了簡要概述；然后，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)闡述了D2D通信在LTE/LTE-A網(wǎng)絡(luò)下的工作原理，包括會話建立機(jī)制和資源共享模式等關(guān)鍵問題；最后，介紹了D2D通信技術(shù)典型的應(yīng)用場景。
　　（2）D2D資源分配方案研究。本文引

3、入載波聚合技術(shù)，允許每對D2D用戶同時(shí)復(fù)用多個蜂窩用戶資源。在多對D2D用戶與多蜂窩用戶共存情形下，提出了D2D用戶自適應(yīng)選擇復(fù)用蜂窩用戶資源的方案。在保證蜂窩用戶服務(wù)質(zhì)量的前提下，該方案通過設(shè)置干擾補(bǔ)償因子計(jì)算蜂窩用戶和D2D用戶的功率限制，篩選出所有能夠被復(fù)用的蜂窩用戶，進(jìn)而確定每對D2D用戶可復(fù)用蜂窩用戶的數(shù)目。然后，在D2D數(shù)據(jù)速率約束下，自適應(yīng)選取實(shí)現(xiàn)最大吞吐量增量的蜂窩用戶組合作為D2D用戶最佳復(fù)用對象。與現(xiàn)有Kuhn-Mu

4、nkres算法的仿真對比實(shí)驗(yàn)表明，本文方案顯著提高了系統(tǒng)吞吐量增益和能量效率。
　　（3）D2D數(shù)據(jù)分發(fā)應(yīng)用研究。蜂窩網(wǎng)絡(luò)中相同需求的用戶可以建立成簇以利用D2D通信技術(shù)提高數(shù)據(jù)分發(fā)效率。然而，D2D鏈路質(zhì)量的差異可能會成為提高資源效率的瓶頸。本文通過設(shè)置數(shù)據(jù)速率閾值優(yōu)先選擇信道質(zhì)量良好的D2D鏈路，利用D2D通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)中繼轉(zhuǎn)發(fā)，提出了多跳D2D轉(zhuǎn)發(fā)方案。該方案根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)速率閾值和D2D鏈路質(zhì)量，自適應(yīng)選擇最優(yōu)的中繼、路