蜂窝D2D通信虚拟资源分配算法

发布时间：2020-05-27 09:21

【摘要】：随着移动通信技术及智能终端技术的快速发展,各类移动互联网业务得到广泛应用,传统蜂窝通信技术已经无法满足用户服务质量(Quality of Service,QoS)需求。蜂窝终端直通(Device-to-Device,D2D)通信系统通过将D2D技术应用到蜂窝网络中,可有效提升网络传输性能,满足用户日益增长的业务需求。然而,蜂窝D2D通信场景的复杂性和用户业务需求的多样化,均对无线资源管理技术提出困难及挑战。本文针对蜂窝D2D通信无线资源管理算法开展研究,具体内容如下:首先,本文在对D2D通信发展及应用进行简介的基础上,对D2D通信关键技术进行阐述,并对蜂窝D2D无线资源管理算法进行分析总结。针对多个物理基站和多用户构成的蜂窝D2D通信系统场景,本文提出一种蜂窝D2D通信联合模式选择、虚拟基站关联及资源分配算法。采用无线网络虚拟化技术将一个物理基站虚拟化为多个虚拟基站,综合考虑用户虚拟基站关联、传输速率及资源分配限制等条件,建模联合模式选择、虚拟基站关联及资源分配问题为用户总业务时延最小化问题。由于该优化问题是一个二进制非线性优化问题,难以采用传统优化方法进行求解,本文提出一种启发式算法,将原问题等价转换为三个子问题,即传输模式选择、资源分配和虚拟基站关联子问题,通过拉格朗日对偶方法和二分图匹配(Kuhn-Munkres,K-M)算法分别进行求解,从而得到联合模式选择、虚拟基站关联及资源分配优化策略,以实现用户总业务时延的优化。针对由多用户构成的单基站蜂窝D2D通信系统场景,本文提出一种蜂窝D2D通信联合用户关联及内容部署算法。假设簇头具有内容缓存功能,存在内容需求的用户可采用D2D通信模式与簇头关联进行内容获取,也可通过基站进行内容请求。综合考虑成簇数量、用户关联簇头、簇头缓存容量及传输速率限制等条件,建立基于用户总业务时延最小化的联合用户关联及内容部署优化模型。该优化问题是一个非凸的混合整数优化问题,本文运用拉格朗日部分松弛法,将原优化问题等价转换为三个凸优化的子问题,并提出一种迭代算法联合求解各子问题,从而得到联合用户关联及内容部署优化策略。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

【参考文献】