蜂窝D2D异构网络干扰管理技术研究

发布时间：2020-10-13 07:13

　　 急速增长的移动用户数据流量、大量接入的移动终端设备对现有移动通信的网络体系架构、有限的频谱资源带来了巨大的挑战。D2D(Device to Device)通信技术凭借短距离直通、共享复用蜂窝网络的资源、广泛分布的终端等优势,实现降低基站负载、提高频谱利用率、改善小区覆盖范围等性能。然而D2D通信共享复用蜂窝网络的资源将使异构网络的干扰管理更复杂。本文针对蜂窝D2D异构网络的干扰管理技术进行研究,主要的内容和创新点如下:1、蜂窝D2D异构网络干扰管理技术综述。分析D2D通信使用不同频谱资源时的干扰情况,介绍现存干扰管理技术的原理及具体方案。2、针对异构网络的D2D层内干扰,提出基于全局干扰矩阵的斯塔尔伯格博弈论方案。通过信令、全局干扰矩阵的形成、全局干扰矩阵针对用户优先级和调度决策的两次变换三个步骤,解决各D2D对相互之间距离很近导致的近距离干扰问题。在Matlab仿真中,针对轻度、重度近距离D2D干扰两种情况,提出的方案在收敛速度方面明显优于传统博弈论方案。3、针对异构网络的层间干扰,提出基于动态用户优先级和基站保护区域的价格统一方案和基于动态用户优先级和基站保护区域的价格差异方案。在基站价格统一和基站价格差异两种方案基础上,加入动态的用户优先级和基站保护区域,动态用户优先级灵活根据各D2D对的地理条件设置最优的功率分配值,基站保护区域能有效控制D2D层对基站的干扰,并通过对异构网络各个系统性能的理论推导和Matlab仿真工具进行验证。根据仿真结果可得,提出的方案在系统性能上有较好的改善。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

图Ｍ?Ｄ２Ｄ应用场景示意图１２１１??论文的研究内容及结构安排??１论文的研究内容??本课题主要研究蜂窝Ｄ２Ｄ异构网络的干扰管理技术，分为Ｄ２Ｄ层内干扰层与蜂窝层的层间干扰两个方面，旨在提高蜂窝Ｄ２Ｄ异构网络的整体性能内容如下：??１、Ｄ２Ｄ层内干扰管理技术??博弈论主要研究公式化了的激励结构间的相互作用，是研宂具有斗争或竞现象的数学理论和方法，它考虑博弈中个体的预测行为和实际行为，并研的优化策略。博弈论在蜂窝Ｄ２Ｄ异构网络干扰管理技术研究方面有着极的应用。??实际蜂窝网络中基站的调度周期为毫秒级，这要求设计的算法实现快速的仿真证明，相互之间距离很近的各Ｄ２Ｄ链路将会对彼此产生严重的干扰，??

第二章蜂窝Ｄ２Ｄ异构网络干扰管理技术综述??Ｄ２Ｄ通信的分类及干扰分析??带内Ｄ２Ｄ?（Ｉｎｂａｎｄ?Ｄ２Ｄ），意指蜂窝用户和Ｄ２Ｄ用户都使用传统蜂窝，细分为蜂窝模式和共享模式。蜂窝模式即具备Ｄ２Ｄ通信条件的用作为中继，与传统蜂窝用户无异，功率和资源分配皆由基站统一决策扰。共享模式细分为正交共享模式和复用共享模式。正交共享模式即网络资源中的一部分划分出来作为Ｄ２Ｄ通信用户的专有资源，传统Ｄ２Ｄ通信用户的资源互为补集不存在干扰。复用共享模式即Ｄ２Ｄ通传统蜂窝用户的资源实现直通通信，干扰情况分析如下。??１、复用蜂窝网络上行资源???＞有用信号??

?ｙ／??图２－２复用蜂窝网络下行资源的干扰??图２－２为Ｄ２Ｄ对复用蜂窝网络下行资源时的干扰示意图。假设２对Ｄ２Ｄ都??复用该蜂窝链路的下行资源，因此基站ＢＳ将对２个Ｄ２Ｄ对的接收端Ｄ２ＤＲｘｌ和??Ｄ２ＤＲｘ２产生干扰信号，Ｄ２Ｄ对１的发送端Ｄ２ＤＴｘｌ将对蜂窝链路的接收用户??ＣＵＥＲｘ２和Ｄ２Ｄ对２的接收端Ｄ２ＤＲｘ２产生干扰，Ｄ２Ｄ对２的发送端Ｄ２ＤＴｘ２??将对蜂窝链路的接收用户ＣＵＥＲｘ２和Ｄ２Ｄ对１的接收端Ｄ２ＤＲｘｌ产生干扰。??带外Ｄ２Ｄ（ＯｕｔｂａｎｄＤ２Ｄ），意指Ｄ２Ｄ通信用户使用非授权频段资源，旨在??消除蜂窝用户与Ｄ２Ｄ通信用户的干扰。非授权频段的干扰环境不可控，故带外??Ｄ２Ｄ方式的研究和应用都较少。??蜂窝Ｄ２Ｄ异构网络根据基站控制程度的不同，可细分为集中式控制方式和??基站辅助下的分布式控制方式。集中式控制方式，意指基站将决定所有蜂窝用户、??Ｄ２Ｄ通信用户的功率分配和资源分配。集中式的管理使异构网络的干扰高度可??控
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本文编号：2838902