蜂窩與D2D混合網(wǎng)絡(luò)資源分配算法研究.pdf

1、終端直通（Device-to-Device, D2D）通信的終端不經(jīng)過基站轉(zhuǎn)發(fā)直接進行數(shù)據(jù)通信，具有高速率、低延時和低功耗等優(yōu)勢。移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)引入D2D通信構(gòu)成的混合網(wǎng)絡(luò)相比傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)具有更高的頻率效率、能量效率和更豐富的應(yīng)用場景。在混合網(wǎng)絡(luò)中， D2D通信與蜂窩通信共享頻譜資源產(chǎn)生的相互干擾會影響性能提升。而資源分配技術(shù)是混合網(wǎng)絡(luò)中降低干擾、提升性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　全負載混合網(wǎng)絡(luò)場景中，論文圍繞D2D通信與蜂窩通信共享時

2、頻資源時，如何通過資源分配降低干擾、提高頻譜效率展開研究。其主要包括以下幾個方面：
　　圍繞D2D與蜂窩混合網(wǎng)絡(luò)中的資源分配這一基本研究對象，分析混合網(wǎng)絡(luò)下相互共享頻率導(dǎo)致的干擾，研究混合網(wǎng)絡(luò)中提升頻效、降低干擾的現(xiàn)有資源分配算法。
　　針對D2D用戶復(fù)用蜂窩用戶資源導(dǎo)致蜂窩用戶速率惡化問題，提出一種最大化吞吐量增益的資源分配算法，以提升 D2D用戶速率和減少蜂窩用戶速率損失。該算法由兩個步驟組成，首先為單個D2D用戶復(fù)用單

3、個蜂窩用戶計算最大復(fù)用增益，只有最大復(fù)用增益大于零的D2D用戶才獲得復(fù)用資格。接著為獲得復(fù)用資格的D2D用戶集合和對應(yīng)的蜂窩用戶集合構(gòu)建二部圖，通過Kuhn-Munkres算法求解二部圖的最大權(quán)值匹配，獲得系統(tǒng)吞吐量增益最大的復(fù)用組合。仿真結(jié)果表明，該算法能提升系統(tǒng)吞吐量增益，減少蜂窩用戶速率損失。
　　針對經(jīng)典部分頻率復(fù)用方式中，小區(qū)用戶和D2D用戶仍然存在著較大的小區(qū)間干擾問題，提出一種基于減輕小區(qū)間干擾的頻率復(fù)用方式的啟發(fā)式

4、資源分配算法。啟發(fā)式算法由三個步驟組成：首先，確定復(fù)用小區(qū)用戶的D2D用戶初始集合，此集合內(nèi)的D2D用戶對小區(qū)用戶的干擾在門限值內(nèi)。其次，確定復(fù)用小區(qū)用戶的D2D用戶候選集合，此集合中的D2D用戶均滿足QoS需求。最后，確定復(fù)用小區(qū)用戶的D2D用戶接入集合，此集合內(nèi)的D2D用戶復(fù)用小區(qū)用戶的性能最優(yōu)。仿真結(jié)果表明，該算法可減輕小區(qū)間干擾，提高小區(qū)用戶和D2D用戶的QoS滿意數(shù)。
　　論文的研究可為蜂窩與D2D通信混合網(wǎng)絡(luò)場景的資源