D2D通信中模式選擇和資源分配方案研究.pdf

1、隨著無線通信的發(fā)展，未來全球終端用戶數(shù)量呈現(xiàn)爆炸式的增長，用戶對移動寬帶的需求也會經(jīng)歷前所未有的上升。然而有限的無線頻譜資源成為限制現(xiàn)代移動通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題，目前緩解無線頻譜資源匱乏的關(guān)鍵技術(shù)主要包括認知無線電技術(shù)、密集型網(wǎng)絡(luò)、D2D通信。其中D2D通信技術(shù)作為5G關(guān)鍵技術(shù)之一，允許相鄰用戶之間直接復(fù)用蜂窩小區(qū)資源近距離通信，從而達到提高頻譜資源利用率的目的。蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入D2D通信技術(shù)，帶來好處的同時也存在著蜂窩用戶與D2D用戶

2、之間的同頻干擾問題，一定程度上影響了頻譜利用率。目前國內(nèi)外研究主要圍繞D2D通信會話建立、模式選擇、資源分配、功率控制等方面來降低用戶間干擾，其中模式選擇和資源分配是解決干擾問題和提高頻譜資源利用率最有效的方式。因此，本文主要從模式選擇和資源分配兩個方面展開研究，最大限度的發(fā)揮D2D通信技術(shù)的優(yōu)勢。本論文的主要工作如下：
　　1、針對蜂窩網(wǎng)絡(luò)專用模式下D2D用戶間的干擾問題，本文提出了一種專用子信道共享協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上，提出了一

3、種聯(lián)合子信道分配和功率分配的D2D通信資源分配方案?；谒岱桨感纬闪艘訢2D用戶和速率最大化為優(yōu)化目標(biāo)，基于信道分配因子、D2D發(fā)射機功率、蜂窩用戶發(fā)射功率等參數(shù)的混合整數(shù)規(guī)劃問題。在該規(guī)劃問題中，基于貪婪算法實現(xiàn)子信道最優(yōu)分配、基于遺傳算法實現(xiàn)功率最優(yōu)分配。仿真結(jié)果顯示，本文提出的D2D通信資源分配方案能夠顯著提高D2D用戶的傳輸速率和整體頻譜利用率。
　　2、在蜂窩用戶與D2D用戶共存的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，考慮到信道質(zhì)量對D2D用戶

4、通信模式會產(chǎn)生不同影響，本文提出了基于信道增益比值的D2D通信模式選擇和資源分配方案。本方案根據(jù)信道增益比值的大小為D2D用戶分配通信模式，以D2D用戶和速率最大化為優(yōu)化目標(biāo)，運用基于貪婪算法的子信道分配方案為不同模式的D2D用戶分配信道，并分別利用拉格朗日乘子法、二分法、遺傳算法為蜂窩信道、復(fù)用信道和專用信道上的D2D用戶進行功率分配。仿真結(jié)果表明，相對于復(fù)用模式，本文所提的基于信道增益比值的D2D通信模式選擇和資源分配的方案，可以更