蜂窩網絡下D2D通信的干擾控制和資源分配技術研究.pdf

1、出于更充分地利用蜂窩頻譜資源及緩解基站負擔的考量，終端直連的D2D（device-to-device）技術應運而生。在蜂窩網絡中應用D2D通訊的挑戰(zhàn)之一在于頻譜共享帶來的蜂窩鏈路與D2D鏈路間的干擾。為解決干擾問題，適當?shù)念l譜資源分配方案是必要的，并且吸引了大量的研究者的關注。傳統(tǒng)的復用情形下帶內D2D通信干擾控制和資源調度方法中的局限性在于每個子信道至多被一對蜂窩鏈路與D2D鏈路共享。這一假設不僅使得蜂窩頻譜得不到充分利用，D2D用戶

2、的接入率也受到了極大的限制。本文的研究重點在于打破上述局限性，為復用模式帶內D2D通信的干擾控制與資源分配提供高效的解決方案來充分地利用頻譜、提高頻譜效率以及用戶接入率。
　　本文提出的完全資源復用策略FRESH（Full REsource SHaring strategy），通過讓每個子信道資源可以被任意數(shù)目的D2D鏈路和一個蜂窩鏈路復用，來實現(xiàn)更高效的頻譜利用。隨后，本文對基于FRESH策略以最大化系統(tǒng)吞吐量為目標的資源分配問

3、題進行了建模，并將FRESH策略下的資源分配問題進一步分解為復用集合劃分問題和復用集合間的資源分配問題。分析證明，兩個子問題均為NP-Hard，并且第一個子問題沒有多項式時間內的逼近算法。接下來，本文針復用集合劃分的子問題進行了研究，提出了弱干擾集的概念和不同工作模式下弱干擾集的判別準則，并且基于這一理論基礎提出了復雜度為O(n3)的干擾感知的復用集合劃分算法。然后，對基于復用集合劃分的資源分配問題進行了重新建模，并針對于高系統(tǒng)吞吐量和