多用戶MIMO無線網(wǎng)絡(luò)中的Device-to-Device通信研究.pdf

1、隨著智能終端的快速普及以及網(wǎng)絡(luò)通信容量的爆炸式增長(zhǎng)，發(fā)展無線通信新技術(shù)的需求也更加明確及迫切，D2D（Device-to-Device）通信應(yīng)運(yùn)而生。D2D通信是指距離較近的用戶設(shè)備之間利用直連鏈路直接通信而不必經(jīng)過基站轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)。D2D通信帶來的好處有：提升無線頻譜資源的利用率以及數(shù)據(jù)傳輸速率，減小移動(dòng)終端的發(fā)射功率，延長(zhǎng)電池壽命等。但同時(shí)D2D通信的存在也使得通信過程中干擾環(huán)境變得更為復(fù)雜。因此有效地管理用戶間干擾及合理地規(guī)劃用戶的

2、通信模式是研究中的一個(gè)重要問題。
　　本文研究的場(chǎng)景為在MIMO（Multiple Input Multiple Output）系統(tǒng)中加入D2D通信，D2D通信用戶與小區(qū)用戶共享頻譜資源，且擁有相同的優(yōu)先級(jí)。首先研究了與文獻(xiàn)相同的問題，用戶同時(shí)采用基站轉(zhuǎn)發(fā)模式與 D2D通信模式時(shí)，最大化系統(tǒng)和速率。由于MIMO系統(tǒng)中的最大化和速率問題已經(jīng)被證明為是NP-hard問題，通過引入松弛變量等方式將原問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化，分為兩個(gè)獨(dú)立的子問題?；?/p>

3、于塊坐標(biāo)下降法設(shè)計(jì)出迭代算法，在求解一個(gè)子問題時(shí)，固定另一個(gè)子問題中的變量。最后給出了算法的復(fù)雜度與收斂性分析，并給出了仿真結(jié)果。
　　但在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中，存在一些用戶對(duì)之間距離較遠(yuǎn)或是直連鏈路狀況較差的情況，因此設(shè)計(jì)了更加靈活的基于用戶模式選擇的最大化系統(tǒng)和速率優(yōu)化算法，聯(lián)合優(yōu)化用戶通信模式及發(fā)送波束成形向量，考慮到過多的D2D用戶對(duì)帶來的反饋信息會(huì)增加系統(tǒng)的開銷，加入了稀疏優(yōu)化以限制D2D用戶對(duì)數(shù)。由于原問題不能直接解決，本文