非授權頻段上基于用戶體驗的D2D通信與WiFi友好共存的研究.pdf

1、5G(5th Generation)提出了兩個最明顯的需求，以用戶為中心和更高的系統(tǒng)容量。在5G時代，運營商的運營、優(yōu)化必然由以網(wǎng)絡為中心向以用戶為中心遷移。傳統(tǒng)的QoS（Quality of Service，服務質量）是從業(yè)務提供方的角度保障用戶的業(yè)務質量，而QoE（Quality of Experence，用戶體驗質量）是用戶對服務的滿意程度，假如業(yè)務無法保障一定的QoE，就會失去用戶，所以基于用戶體驗的無線通信研究具有重大的意義。

2、
　　與此同時，5G網(wǎng)絡必須顯著的提高系統(tǒng)容量才能應對移動流量的激增。作為面向5G的關鍵候選技術，設備到設備(Device-to-Device，D2D)通信由于潛在的低時延、低功耗、高頻譜效率和高數(shù)據(jù)速率的優(yōu)勢成為研究熱點。相對于有限且昂貴的授權頻譜，在充足且免費的非授權頻譜上部署D2D通信對運營商有更強的吸引力，因此研究D2D-U(Device-to-Device communication in Unlicensed Spec

3、trum)通信已經成為現(xiàn)如今的熱點之一。然而由于WiFi和D2D是兩種獨立的系統(tǒng)，如果沒有有效的共存機制，將導致系統(tǒng)性能顯著下降，因此將D2D部署在非授權頻段急需解決的就是D2D用戶與WiFi用戶的共存問題。
　　本文針對在非授權頻段基于用戶體驗的D2D通信和WiFi用戶友好共存機制進行了研究，主要內容及創(chuàng)新點如下:
　　第一，提出一種公平Duty-Cycle算法(Fair Duty-Cycle Algorithm，F(xiàn)-DC

4、A)，根據(jù)WiFi網(wǎng)絡的負載變化，自適應地分配合適的時間比例給D2D-U系統(tǒng)，保證D2D-U系統(tǒng)和WiFi系統(tǒng)總吞吐量最大化的同時兼顧WiFi系統(tǒng)的公平性。
　　第二，在D2D-U系統(tǒng)占用信道的時間內，多個D2D-U對共享信道進行通信。為了控制同信道干擾，提升用戶滿意度，設計一種基于QoE的功率控制算法，保障D2D-U用戶高滿意度的情況下，最大化D2D-U系統(tǒng)吞吐量，采用D.C.算法求解，降低計算復雜度。
　　第三，提出一種

5、增強型LBT機制(Enhanced Listen Before Talk，ELBT)。具體來說，就是在LBT機制的基礎上，引入動態(tài)信道切換技術，可以有效防止基站長期占用同一信道對WiFi系統(tǒng)形成的干擾，并提高非授權信道的利用率。
　　第四，采用匹配算法進行資源分配。D2D-U用戶復用LTE-U(LTE in Unlicensed Spectrum)用戶的上行鏈路進行通信。為了控制同信道干擾，采用基于用戶體驗的一對一穩(wěn)定匹配算法來給