蜂窩異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的D2D資源共享研究.pdf

1、近年來，隨著新一代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，終端設(shè)備和應(yīng)用程序的數(shù)量與日俱增，因此蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)也體現(xiàn)出如何獲得更高傳輸速率的需求；但與此同時(shí)，可用的頻譜資源正變得越來越少。因此，眾多研究者在提高頻譜效率和抑制干擾這兩個(gè)方向上開展了大量研究工作。蜂窩網(wǎng)絡(luò)下的D2D（Device-to-Device）通信和飛蜂窩（femtocell）網(wǎng)絡(luò)可以復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源，因此可以提升網(wǎng)絡(luò)容量、提高頻譜效率。然而，由此造成的嚴(yán)重的三層干擾也很大程度降

2、低了系統(tǒng)性能，如何解決這種復(fù)雜的三層干擾問題是目前所關(guān)心的。因此，針對(duì)這種宏蜂窩/飛蜂窩/D2D網(wǎng)絡(luò)中的上行鏈路資源共享問題，需要設(shè)計(jì)合適的資源共享管理機(jī)制來協(xié)調(diào)宏蜂窩系統(tǒng)、D2D系統(tǒng)和飛蜂窩系統(tǒng)之間的干擾。
　　本文在調(diào)研目前D2D系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究D2D系統(tǒng)的無線資源管理機(jī)制，旨在解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的無線資源共享與干擾協(xié)調(diào)問題。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括下述幾項(xiàng)：
　　1.提出了一個(gè)基于最優(yōu)功率分配策略和最優(yōu)頻譜復(fù)用

3、數(shù)的資源共享算法。首先通過聯(lián)合優(yōu)化宏蜂窩用戶、D2D用戶和飛蜂窩用戶的發(fā)射功率，使D2D通信鏈路的吞吐量達(dá)到最大。然后在給出最優(yōu)和次優(yōu)功率分配方案的同時(shí)，通過設(shè)計(jì)合適的資源共享算法，為D2D用戶選擇最優(yōu)復(fù)用資源，使其通信鏈路的總吞吐量達(dá)到最大，同時(shí)考慮到綠色通信，令整個(gè)系統(tǒng)的總功耗盡可能小。仿真結(jié)果表明：與現(xiàn)有算法相比，本算法能夠提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量并減小了系統(tǒng)總功耗。
　　2.將Stackelberg博弈模型應(yīng)用于Macro/Fem

4、to/D2D異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源共享場(chǎng)景，提出了一個(gè)迭代有限次就達(dá)到最優(yōu)均衡點(diǎn)的功率分配算法。首先分析了上下層用戶的博弈過程，并得到了下層用戶最優(yōu)發(fā)送功率的數(shù)學(xué)解析式，然后提出了一個(gè)迭代的功率分配算法。仿真結(jié)果顯示，本算法比現(xiàn)有算法更有效地提高了系統(tǒng)的性能。
　　3.提出一個(gè)基于距離限制的資源分配策略，用以控制宏蜂窩、飛蜂窩和D2D之間的干擾。首先，通過干擾限制區(qū)域控制方法來保證用戶的QoS。然后，為D2D和飛蜂窩用戶分配合適的資源來