LTE-A中網絡控制的D2D通信技術的研究.pdf

1、隨著移動互聯網時代的到來與智能終端設備的普及,未來移動通信將呈現兩個特點,首先是通信需求與業(yè)務量日益增大,傳統(tǒng)蜂窩網絡的負載能力與頻譜資源的供給受到考驗;其次是本地化與近距離通信應用不斷產生,傳統(tǒng)蜂窩通信方式對于這種通信業(yè)務來說效率很低。終端直通(D2D,Device-to-Device)是一種新型的設備到設備的通信技術,它以正交或復用方式共享蜂窩網絡的頻譜資源,將通信設備之間的數據路徑從接入網、核心網移至直通鏈路上來,不僅可以較好地服

2、務于近距離通信業(yè)務,還可以減輕基站的負載,并提高頻譜利用效率。本文針對LTE-A系統(tǒng)中網絡控制的D2D通信技術展開研究,首先介紹了LTE-A中D2D通信技術的相關背景知識,緊接著對D2D通信的無線資源共享方式與干擾問題進行了分析,然后重點針對正交方式下D2D通信的無線資源管理和復用方式下D2D通信的干擾控制與協(xié)調這兩個問題,提出了相應的解決方案。
　　在正交方式下的D2D通信無線資源管理方案的研究中,本文主要考慮D2D通信與蜂窩通

3、信之間如何動態(tài)分配資源。首先,單獨考慮D2D通信,解決 D2D鏈路間資源復用的問題。本文提出對D2D鏈路進行合理分組,使得每組D2D鏈路即使占用相同的頻譜資源,也不產生有效干擾。通過基于貪心思想的分組算法,使得網絡中D2D鏈路的分組數盡可能少,從而最大化D2D通信網絡的頻譜利用效率。然后,在D2D鏈路分組的基礎上,本文綜合考慮D2D通信與蜂窩通信,解決分配多少頻譜資源給D2D通信資源調度池的問題。根據D2D鏈路與蜂窩鏈路帶來的吞吐率增益

4、,本文建立了基于正交資源分配、以最大化系統(tǒng)吞吐率為目標的最優(yōu)化模型,并提出了一種分布式求解機制來逐步優(yōu)化分配結果。最后,本文引入了針對D2D通信與蜂窩通信的動態(tài)資源分配方案,仿真結果與分析證明了該方案能夠逐步優(yōu)化資源分配比例,提高系統(tǒng)的頻譜利用效率,并對動態(tài)變化的網絡具有良好的適應性。
　　在復用方式下的D2D通信干擾控制與協(xié)調機制的研究中,本文考慮如何協(xié)調D2D通信鏈路在復用蜂窩通信上行鏈路資源時產生的相互干擾,在保證正常的蜂窩

5、通信的前提下,改善網絡中可靠的D2D通信鏈路數。首先,本文基于D2D通信鏈路與蜂窩通信鏈路之間的資源復用,建立了以最大化系統(tǒng)中可靠的D2D通信鏈路數為目標的最優(yōu)化模型,并提出了基于匈牙利算法的資源分配最優(yōu)解決方案,同時對D2D通信的功率進行控制,最大化D2D通信鏈路與蜂窩通信鏈路的和速率。然后,基于最優(yōu)化問題的求解過程,本文給出了相應的干擾控制與協(xié)調機制,并設計了相應的信令交互流程,有效地將干擾協(xié)調機制融入到實際LTE-A系統(tǒng)下D2D通