LTE終端直通通信系統(tǒng)的模式選擇和資源分配.pdf

1、隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)朝著更高的速率、更大的系統(tǒng)容量發(fā)展以及本地服務(wù)需求的急劇增長，如何在有限的帶寬資源中實現(xiàn)高速率和大容量成為了業(yè)界研究的重點。為更加有效地利用帶寬資源、提高網(wǎng)絡(luò)容量，同時也為了保證本地服務(wù)的通信質(zhì)量與安全，3GPP提議將D2D通信(Device-to-Device communication)作為底層網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到IMT-Advanced蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，旨在增加系統(tǒng)的頻譜利用效率、減輕基站的負荷、降低終端和基站的發(fā)射功率、提升整體

2、吞吐量。本文考慮的是LTE終端直通系統(tǒng)，對D2D用戶進行模式選擇和資源分配時所面臨的一些問題展開了探索性的研究。
　　 首先研究了D2D用戶的動態(tài)資源分配策略。D2D通信技術(shù)可以增加蜂窩系統(tǒng)的頻譜利用效率、降低終端和基站的發(fā)射功率。然而，由于D2D用戶在復(fù)用蜂窩用戶的信道時有可能會產(chǎn)生很大的干擾，因此在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中使用D2D通信技術(shù)需要考慮到干擾這一問題。D2D鏈路和蜂窩鏈路之間的干擾有兩類，一類是蜂窩通信對D2D通信造成的干擾，

3、另一類是D2D通信對蜂窩通信造成的干擾。針對D2D通信的干擾管理，通常有模式選擇和資源分配兩類方法。若通過模式選擇來進行干擾管理，只能對是否產(chǎn)生干擾進行管理，而干擾大小的管理就需要通過資源分配來進行。本文研究了單個蜂窩系統(tǒng)內(nèi)含有多個上行蜂窩用戶和多對D2D用戶情況下的資源分配問題，首先考慮了蜂窩用戶和D2D用戶獨立分配資源場景下的資源分配方案，然后將該方案拓展至蜂窩用戶和D2D用戶聯(lián)合分配資源的場景。本文提出的蜂窩系統(tǒng)中D2D用戶的動態(tài)

4、資源分配方法能使得系統(tǒng)內(nèi)能接入的D2D用戶數(shù)最多，同時D2D通信產(chǎn)生的干擾也控制在了一個較小的值。
　　 然后研究了D2D用戶的聯(lián)合模式選擇和資源分配方法。在D2D用戶的動態(tài)資源分配問題的研究中，我們假設(shè)所有的D2D用戶都已經(jīng)經(jīng)過了模式選擇。事實上，針對D2D通信的干擾管理，通常有模式選擇和資源分配兩類方法，如果能夠聯(lián)合考慮模式選擇、資源分配，那么系統(tǒng)的資源將被更充分地利用，蜂窩鏈路與D2D鏈路間干擾也將得到更好的協(xié)調(diào)。本文首先

5、建立了聯(lián)合優(yōu)化模式選擇與資源分配這一問題的模型，在這一模型中同時考慮了蜂窩模式、專用信道模式、復(fù)用信道模式三種模式。然后根據(jù)系統(tǒng)空閑可用信道和系統(tǒng)信道需求之間的關(guān)系，分成三種情況并討論了各情況下D2D用戶的模式選擇和資源分配算法。本文提出的聯(lián)合模式選擇和資源分配算法以系統(tǒng)資源需求與供應(yīng)為依據(jù)，為不同信道需求與供應(yīng)情況下的D2D用戶的模式選擇和資源分配提供不同的算法，使得總信道供應(yīng)足夠情況下的模式選擇和資源分配算法更為簡單。此外，該算法在