D2D通信异构网络能量效率关键技术研究
发布时间：2020-05-12 14:57
【摘要】：随着智能终端的广泛普及以及网络通信容量的跨越式增长,用户高密集热点区域对无线通信的服务质量和近场通信服务的需求不断增加,同时高清和超高清数据内容的出现,用户对高质量音视频感官刺激的需求也对网络并发处理能力和系统容量以及基站的能量发送效率提出了更高的要求。而作为下一代无线通信潜在技术之一的终端直通(D2D,Device-to-Device)通信技术可以较好的解决频谱资源紧张和系统能耗等问题,它可以使近距离用户进行直接地端到端通信,从而跳过基站中继发送,大幅度的提升系统容量和降低用户终端的能量消耗。本论文主要考察内容分发网络和流量卸载环境,聚焦于集中式天线系统(CAS,Co-located Antenna System)D2D簇协助通信的系统容量和能量效率问题。根据D2D多播通信能有效提高系统容量的特点,提出两种分簇选择算法来进行D2D簇通信,并在数据内容分发阶段提出对应的分发机制。本论文首先介绍了选题的背景、D2D通信相关概念、研究历史与现状和D2D通信异构网络多播应用场景。然后详细介绍提出的基于地理位置的簇选择算法(GCCA,Geography-based Cluster Coalition Algorithm)和基于信道质量的簇选择算法(SCCA,Signal to Interference and Noise Ratio-Based Cluster Coalition Algorithm)的流程以及内容分发机制、常用的性能评价指标等。主要工作简述如下:第一,提出了GCCA,通过优先分区管理对小区的地理区域进行预划分,即分成以基站为中心的R/2传统蜂窝通信中心区域和半径R/2以外簇组合待选区域。对距离基站较远但信道条件较好的蜂窝用户,筛选其为簇头待选用户并设置用户组索引,其次判断其他的用户,当满足一定的距离阈值条件的时候,选择加入对应的虚拟簇头,组建相应的D2D簇组合,每轮被选择的蜂窝用户不再加入下一次的循环选择队列。而在提出的SCCA中,引用信干噪比(SINR,Signal to Interference and Noise Ratio)来反映蜂窝用户的信道质量,通过计算蜂窝用户和基站以及蜂窝用户彼此之间的SINR值来考量簇选择标准,优先挑选出合适的簇头节点,判断用户信干噪比的阈值区间,来挑选合适的簇成员,构建联合簇选择算法的D2D异构通信网络。第二,针对内容分发网络和流量卸载的场景,提出了相应的内容分发框架。我们分别从源节点或者基站发送信息主动推送相应的商业广告和营销信息角度(用户被动局面)以及蜂窝用户向基站请求需求信息导致基站及时被动应答角度(用户主动局面)来分析内容分发机制。第三,针对理想能耗模型和实际功耗模型,分别仿真分析了添加簇选择算法的D2D通信异构网络中系统容量和能量效率指标,仿真结果和传统CAS随机通信方式比较得知,前者的系统容量和能量效率性能均较好,验证了算法在理论上的正确性,同时在经过大量数据反复实验后可以找出适合基站的发射功率。
【图文】：
等[4]。通过在用户之间彼此共享相同的信息内容，预计体育场馆的移动通信流显减少。2D 技术作为下一代 5G 无线通信的潜在技术之一，跟随着 5G 的发展而逐渐成处在万物互联的时代，未来无线通信系统要实现服务特征多元化，在系统容量链路资源、运营成本、系统复杂度、能量损耗和服务质量等方面将有着更加严，由此针对 5G 网络系统的研究应运而生。目前国际社会许多科研组织对 5G 的开展的如火如荼，例如欧盟的 METIS，5GPPP、中国的 IMT-2000 推进组、韩国m 和 NGMN、日本的 ARIB ADhoc，现阶段我国 IMT-2020(5G)推进组已发布了《需求白皮书》，提出“信息随心至，万物触手及”的 5G 愿景、关键能力指标术应用的潜在场景。2015 年 2 月发布的《5G 概念白皮书》，全面考虑互联网主要应用场景及业务需求，可归纳为四大 5G 主要技术场景，即连续广域覆盖容量区域、低功耗大连接以及低时延高可靠网络场景[5]。另外，在 2015 年 5 月的《5G 网络技术架构白皮书》和《5G 无线技术架构白皮书》中，，揭示了 5G 技主要源于无线和网络技术两个范畴。
D2D 通信异构网络能量效率关键技术研究 NR 标准化进程，这也是首个 5G NR 版本出现前的一个重要的中间节点事，在克罗地亚杜布罗夫尼克举行了关于 5G 加速提案的 3GPP RAN 全体会的5G NR版本便构成了3GPP Release15标准规范中的一个重要部分。首版发布能够极速的推进 5G 网络的发展，能够极大地提升 3GPP 系统能力框分的各个垂直行业领域创造更多发展机会。3GPP 将更加稳步推进 Release发工作，增加 5G NR 独立性组网标准布局，同时要求制定的 5G NR 标准组网与非独立组网两种方式，进而构建一张全球统一的 5G 标准生态系统 5G economy: How 5G technology will contribute to the global economy”报告样化 5G NR 新空中接口，多样化特性具体体现如图 1-2 所示，其中在部署就提出了 D2D，mesh 网络，中继网络拓扑等。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
本文编号：2660390
【图文】：
等[4]。通过在用户之间彼此共享相同的信息内容，预计体育场馆的移动通信流显减少。2D 技术作为下一代 5G 无线通信的潜在技术之一，跟随着 5G 的发展而逐渐成处在万物互联的时代，未来无线通信系统要实现服务特征多元化，在系统容量链路资源、运营成本、系统复杂度、能量损耗和服务质量等方面将有着更加严，由此针对 5G 网络系统的研究应运而生。目前国际社会许多科研组织对 5G 的开展的如火如荼，例如欧盟的 METIS，5GPPP、中国的 IMT-2000 推进组、韩国m 和 NGMN、日本的 ARIB ADhoc，现阶段我国 IMT-2020(5G)推进组已发布了《需求白皮书》，提出“信息随心至，万物触手及”的 5G 愿景、关键能力指标术应用的潜在场景。2015 年 2 月发布的《5G 概念白皮书》，全面考虑互联网主要应用场景及业务需求，可归纳为四大 5G 主要技术场景，即连续广域覆盖容量区域、低功耗大连接以及低时延高可靠网络场景[5]。另外，在 2015 年 5 月的《5G 网络技术架构白皮书》和《5G 无线技术架构白皮书》中，，揭示了 5G 技主要源于无线和网络技术两个范畴。
D2D 通信异构网络能量效率关键技术研究 NR 标准化进程，这也是首个 5G NR 版本出现前的一个重要的中间节点事，在克罗地亚杜布罗夫尼克举行了关于 5G 加速提案的 3GPP RAN 全体会的5G NR版本便构成了3GPP Release15标准规范中的一个重要部分。首版发布能够极速的推进 5G 网络的发展，能够极大地提升 3GPP 系统能力框分的各个垂直行业领域创造更多发展机会。3GPP 将更加稳步推进 Release发工作，增加 5G NR 独立性组网标准布局，同时要求制定的 5G NR 标准组网与非独立组网两种方式，进而构建一张全球统一的 5G 标准生态系统 5G economy: How 5G technology will contribute to the global economy”报告样化 5G NR 新空中接口，多样化特性具体体现如图 1-2 所示，其中在部署就提出了 D2D，mesh 网络，中继网络拓扑等。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5
【参考文献】
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3 粱涛;D2D通信中模式选择和资源分配算法的研究[D];北京邮电大学;2015年
本文编号：2660390
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