多跳D2D通信中速率与能效优化的中继选择算法研究

发布时间：2020-06-01 03:49

【摘要】：D2D通信作为5G通信的关键技术之一,是提高移动通信速率和扩大移动通信覆盖范围的重要方式。多跳D2D通信能够有效地延长通信距离,提高通信速率。而多跳D2D通信会因为中继选择的不同而有截然不同的端到端通信速率,因此,多跳D2D通信系统中中继的选择算法研究是当前研究的热点。本文主要对多跳D2D通信场景下的中继选择算法进行研究。本文首先对多跳D2D通信系统中中继选择的研究背景和意义做了简要介绍,并描述了国内外在D2D相关技术方面的研究现状,介绍了现有的一些D2D通信中的中继选择算法。在分析三跳通信场景的特点后,提出了一种基于速率最优的中继选择算法。在合理的假设条件下,建立了该算法的理论分析模型,分析了该算法的的理论容量,与遍历算法的容量的比较证明了理论分析的合理性。在此基础上,本文通过理论分析证明所提的算法可以达到当前场景下遍历算法的最优端到端传输速率,仿真结果也证明了这一点。通过仿真,本文所提的算法较之简单分簇算法,以更低的算法复杂度取得了更高的端到端通信速率。本文还将系统能效评价引入前述算法,提出了一种在不影响系统端到端传输速率的前提下提升系统能效的优化算法。该算法不仅可以应用于本文所提出的基于速率最优的中继选择算法上,还可与应用于简单分簇算法上,仿真显示,两种算法在应用能效优化算法后,在能效上可得到大幅度的提升。
【图文】：

跳模,中继

中继n图 2-1 多中继双跳模型中继双跳模型，，源节点发送信号，中继节点 1 到 n 在行解调、调制后同时转发至目的节点(或下一跳节点)信号进行合并，这种中继协作方式在目的节点处可获并技术原理是用多个不同传输特性的行到传输若干个包含收到若干个统计独立的副本。分集技术主要包含空极化分集等。

频谱,多跳,场景

中继簇A图 2-4 多跳 D2D 通信场景三跳 D2D 通信场景如图 2-4 所示，源节点发送信号，第一个中继簇中的节点号，对信号进行解码后同时转发给下一跳节点，第二个中继簇中的节点接收对信号进行解码后同时转发给目的节点。该通信场景中，第一、二跳的通信由第一、二个分簇中接收速率最小的节点决定的，即：, ,min{ }iia s a sa Ar r (, ,min{ }jb a b ai Br r (假设每一跳都使用了系统三分之一的频谱，整个系统的端到端通信速率是由速率最低的那跳决定的，即：, , , ,min{ , , }d s a s b s d br r r r(为了尽可能的消除各跳之间的干扰并提高频谱利用率，可以将频谱等分为两
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

【参考文献】