移動蜂窩網(wǎng)絡D2D通信動態(tài)資源分配方法研究.pdf

1、隨著移動設備數(shù)目的不斷增長以及移動互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，人們對于移動通信業(yè)務的需求也在不斷增加。然而，蜂窩移動通信網(wǎng)絡的無線頻譜資源有限，且正變得越來越稀缺緊張。為了提高無線頻譜資源的利用率，人們提出了設備到設備(Device-to-Device，D2D)通信的概念。在蜂窩移動通信網(wǎng)絡中引入D2D通信技術(shù)能夠提高頻譜利用率、增大系統(tǒng)容量，并降低小區(qū)基站負荷。然而，由于D2D通信可能會復用蜂窩移動通信的頻譜資源，在D2D通信鏈路和蜂窩移動通信

2、鏈路之間會產(chǎn)生較大的干擾。采用合適的D2D通信資源分配方法，可以有效地降低甚至消除D2D通信鏈路和蜂窩移動通信鏈路之間的干擾。因此，對D2D通信資源分配問題的研究成為D2D通信研究中的一個重要方向。
　　目前，對D2D通信資源分配問題的研究主要集中在靜態(tài)的系統(tǒng)場景。然而，實中移動用戶是動態(tài)地進入或者離開系統(tǒng)的。如何針對動態(tài)的系統(tǒng)場景為D2D通信進行高效的資源分配成為D2D通信研究中的一個關鍵問題。
　　本碩士學位論文主要研究

3、蜂窩網(wǎng)絡中D2D通信資源的動態(tài)分配機制。針對單跳和多跳的D2D通信場景，分別提出了兩種D2D通信資源的動態(tài)分配機制，即基于服務時間預測的D2D通信動態(tài)資源分配機制和多跳D2D通信動態(tài)資源分配機制。
　　論文首先針對單跳的D2D通信場景，提出了一種基于服務時間預測的D2D通信動態(tài)資源分配機制。該分配機制考慮到用戶的服務類型以及服務時間或剩余服務時間對頻譜資源分配的影響，并引入“效用”的概念來反映系統(tǒng)的性能。該機制允許基站預測新用戶的

4、服務時間以及系統(tǒng)中已有用戶的剩余服務時間，并將其預測的結(jié)果考慮到計算有效效用增益當中。然后，基站根據(jù)計算得到的所有可能的有效效用增益，選擇有效效用增益最大的物理資源塊(Physical Resource Block，PRB)分配給新用戶。仿真結(jié)果表明，與隨機D2D通信資源分配機制相比，該機制能夠獲得更優(yōu)的系統(tǒng)性能。
　　在研究單跳D2D通信動態(tài)資源分配機制的基礎上，論文針對多跳的D2D通信場景，提出了一種多跳D2D通信動態(tài)資源分配

5、機制。該分配機制允許滿足一定距離條件的某一通信雙方建立以某個閑置用戶作為中繼的多跳D2D通信。與現(xiàn)有的研究工作不同，論文所提出的多跳D2D通信動態(tài)資源分配機制考慮了中繼用戶的活躍度對多跳D2D通信用戶對資源分配的影響，因為中繼用戶的狀態(tài)會直接影響到多跳D2D通信對的連接情況。在新活躍的用戶對向基站請求通信連接時，基站會計算所有可能的效用增益或者有效效用增益，選擇效用增益或者有效效用增益最大的PRB資源塊分配給新活躍的用戶對。仿真結(jié)果表明