LTE-D2D网络中基于综合功率效率的资源分配策略研究
本文选题:D2D通信 + 资源分配 ; 参考:《西安电子科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:随着移动多媒体通信技术的逐渐发展,移动通信技术正越发迫切地追求更高的数据传输速率、更强的通信服务能力、更广的移动通信范围等,D2D通信作为一项充满前景和挑战的技术引起了研究人员的普遍关注。D2D通信指两个相邻的移动终端设备之间不通过基站或接入点直接通信,LTE网络中引入D2D通信技术,可以提升系统的频谱利用率和数据传输速率,同时可以减轻基站的负荷、降低通信设备的功率消耗,提高通信设备的电池续航能力等。D2D通信采用的链路增强技术有邻近用户发现、干扰管理、功率控制、模式选择和资源分配等。本文主要对基于LTE网络的D2D通信技术在资源分配方面的特性进行了探索性的研究。首先研究了现有LTE网络下D2D通信常见的资源分配策略,包括D2D通信对基站的干扰最小化策略、系统容量最大化策略、系统功率消耗最小化策略、D2D基本单元功率效率最大化的策略。以功率效率最大化为优化目标,分析了功率二分迭代的资源分配求解算法;其次提出了不依赖于特定效用函数的最优SINR增量迭代求解算法,通过有选择性的增加设备的SINR,使效用函数逐渐逼近最优解。并以D2D基本单元功率效率最大化策略为例,通过Matlab仿真验证了两种求解算法对资源分配性能的影响。现有资源分配策略多从干扰、功率消耗或系统容量角度出发,实现降低D2D与蜂窝通信链路的相互干扰、最大化系统容量的目标。而功率消耗和系统容量是衡量蜂窝系统优劣的重要性能指标,本文希望以最小的功率消耗获得最大的系统容量是资源分配的目标。因此本文从功率效率的角度出发,即容量与消耗功率的比值,研究蜂窝网络中D2D通信资源分配策略。为同时兼顾单个D2D通信设备的功率效率,需要综合考虑用户功率效率和系统功率效率性能。本文首先从用户的角度出发,提出了一种保障用户最小功率效率的资源分配策略。在此基础上,结合D2D基本单元功率效率的定义,提出了基于综合功率效率的资源分配策略。通过仿真实验,首先研究了D2D发射设备与基站间距离、综合效用函数比例因子对该策略性能的影响,并分析了综合效用函数的有效性。其次,通过与其他资源分配策略的仿真对比,验证了基于综合功率效率的资源分配策略的合理性和有效性。
[Abstract]:With the development of mobile multimedia communication technology, mobile communication technology is more and more urgent to pursue higher data transmission rate and stronger communication service ability.The wider range of mobile communications and D2D communications as a promising and challenging technology has attracted widespread concern among researchers. D2D communications refer to LTE communications between two adjacent mobile terminal devices that do not communicate directly through base stations or access pointsD2D communication technology is introduced into the network.It can improve the spectrum efficiency and data transmission rate of the system, at the same time reduce the load of the base station and reduce the power consumption of the communication equipment.The link enhancement techniques used in D2D communication include neighbor user discovery, interference management, power control, mode selection and resource allocation.In this paper, the characteristics of D2D communication technology based on LTE network in resource allocation are studied.Firstly, the common resource allocation strategies for D2D communication in existing LTE networks are studied, including the minimum interference strategy for D2D communication to base stations, and the system capacity maximization strategy.System power consumption minimization strategy D2D basic unit power efficiency maximization strategy.Aiming at maximizing power efficiency, the resource allocation algorithm of power dichotomy iteration is analyzed. Secondly, the optimal SINR incremental iterative algorithm is proposed, which does not depend on specific utility function.By selectively increasing the SINR of the equipment, the utility function is gradually approaching the optimal solution.Taking the D2D basic unit power efficiency maximization strategy as an example, the effects of the two algorithms on the performance of resource allocation are verified by Matlab simulation.Most of the existing resource allocation strategies aim to reduce the interference between D2D and cellular communication links and maximize the system capacity from the point of view of interference power consumption or system capacity.Power consumption and system capacity are important performance indicators to evaluate the merits and demerits of cellular systems. This paper hopes to obtain the maximum system capacity with minimum power consumption is the goal of resource allocation.Therefore, from the point of view of power efficiency, that is, the ratio of capacity to power consumption, this paper studies the D2D communication resource allocation strategy in cellular networks.In order to take into account the power efficiency of a single D2D communication device, it is necessary to consider both the power efficiency of the user and the power efficiency of the system.In this paper, a resource allocation strategy is proposed to ensure the minimum power efficiency of the user from the user's point of view.Based on the definition of D2D basic unit power efficiency, a resource allocation strategy based on integrated power efficiency is proposed.The effects of the distance between the D2D transmitter and the base station and the proportion factor of the integrated utility function on the performance of the strategy are studied through simulation experiments. The effectiveness of the integrated utility function is analyzed.Secondly, compared with other resource allocation strategies, the rationality and effectiveness of the resource allocation strategy based on comprehensive power efficiency are verified.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN929.5
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,本文编号:1750298
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