多频带混合场景下终端直通通信用户最优用户密度与功率分配研究
本文关键词: 终端直通通信 网络容量 (M)PPP模型 多频带 出处:《电子与信息学报》2014年05期 论文类型:期刊论文
【摘要】:该文分析了蜂窝与终端直通(Device-to-Device,D2D)混合网络中多频带资源的场景下D2D用户最佳密度和功率分配问题。在混合网络中包含一个或者多个蜂窝网络,D2D用户复用蜂窝系统上行频谱资源。通过采用随机几何理论,上述问题可以建模成一个以最大化D2D网络容量为目标并以蜂窝用户和D2D用户的中断概率为约束条件的优化问题。由于上述优化问题非凸,因此分成两步解决原问题:首先证明当D2D用户密度确定的时候原问题对于功率分配是凸问题,并通过拉格朗日对偶方法得到了最优功率分配方案;随后证明中断约束条件将D2D用户密度的定义域分成有限个子区间,在每个子区间上可以通过求导的方式得到D2D传输容量局部最优解,基于上述两个结论,文中设计了一种子区间最优值搜索算法。通过仿真验证了算法的有效性,并且反映出D2D传输容量主要由中断约束条件和来自蜂窝网络的干扰决定。
[Abstract]:In this paper, we analyze the cellular and terminal direct-to-device (Device-to-Device). D2D user optimal density and power allocation problem in the scenario of multi-band resources in a D2D hybrid network. One or more cellular networks are included in the hybrid network. D2D users multiplexed the uplink spectrum resources of cellular systems by using random geometry theory. The above problem can be modeled as an optimization problem with the objective of maximizing the capacity of D2D networks and the outage probability of both cellular and D2D users. So it is divided into two steps to solve the original problem: firstly, it is proved that the original problem is convex for power allocation when the D2D user density is determined, and the optimal power allocation scheme is obtained by Lagrange duality method. Then it is proved that the domain of D2D user density is divided into finite sub-regions by interrupt constraint condition, and the local optimal solution of D2D transmission capacity can be obtained by derivation in each subinterval. Based on the above two conclusions, a subinterval optimal search algorithm is designed, and the effectiveness of the algorithm is verified by simulation. It also shows that the D2D transmission capacity is mainly determined by interrupt constraints and interference from cellular networks.
【作者单位】: 北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室;
【基金】:国家科技重大专项(2012ZX03003011,2012ZX03003007) 国家重点基础研究发展计划(2012CB316005) 国家自然科学基金-广东联合基金(U1035001)资助课题
【分类号】:TN929.5
【正文快照】: 1引言终端直通(Device-to-Device,D2D)通信[1]是一种通过终端设备之间的直连链路传输数据的认知无线电技术,它与蜂窝网络共存并且共享频谱资源[2-4]。D2D通信在提高网络吞吐,节约用户设备能量以及提高瞬时数据速率方面具有显著优势,最国家科技重大专项(2012ZX03003011,2012ZX0
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本文编号:1446402
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