支持D2D通信的无线网络系统吞吐量优化

发布时间：2017-03-30 09:24

  本文关键词：支持D2D通信的无线网络系统吞吐量优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在3G蜂窝网络系统中,视频和社交媒体等高速率需求业务已占用了大部分可用的频谱资源。随着手机用户数目的快速增长,匮乏的无线资源越来越难满足用户的需求。为了改善这一现状,LTE-A网络引入了端到端(Device-to-Device,D2D)通信模式。相比传统的蜂窝通信,D2D模式下,两个设备终端可以不再通过基站中继,而使用它们之间单跳直通的链路进行数据传输,基站只负责提供少许控制信息。D2D通信可以降低设备发射功率,扩大小区覆盖范围,显著提升资源利用率。如何为D2D通信分配资源,实现最大化的资源利用率是混合D2D蜂窝网络资源优化的关键。尽管混合D2D蜂窝网络资源优化问题很重要,但由于资源分配存在多种多样的形式,不同形式下资源优化要考虑的情况又截然不同,所以混合D2D网络的资源优化问题一直没有被彻底解决。本文根据资源共享方式分类,分析不同共享方式下的系统特征,着重对正交共享模式下的资源优化问题进行建模。针对正交共享模式下的资源优化,本文以最大化系统吞吐量为目标,分别对频分复用和时分复用模式下的混合网络进行建模,提出一种基于线性规划和二分图匹配的混合网络资源优化算法(hybrid-network Resource optimization Method,hnRoM),该方法能保证在满足所有用户最小传输速率的前提下,全数接入系统中所有的DU(D2D User),从而显著提升频谱效益。此外,本文还将优化场景拓展到非正交共享模式下的混合D2D蜂窝网络中。针对非正交共享模式下同频干扰不可避免的特点,本文将优化内容分为干扰协调和DU-CU共享配对两部分,通过功率控制进行干扰协调,DU-CU共享配对决定DU复用哪个CU(Cellular User)的资源。由于复用上行资源和下行资源的干扰情况不同,本文对两种情况区分讨论。以最大化服务DU数目同时最小化系统总功耗为目标,在hnRoM算法的基础上,针对前者提出基于用户位置信息的资源分配策略,针对后者提出基于距离方差的资源分配方法。两种方法的性能都非常接近最优解算法,却比最优解算法的时间复杂度要低一个幂次。
【关键词】：混合D2D蜂窝网络 二分图匹配 资源优化 系统吞吐量
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 混合D2D蜂窝网络简介10-11
• 1.2 混合D2D蜂窝网络的资源优化问题11-16
• 1.2.1 非正交复用与正交复用12-14
• 1.2.2 静态的资源优化和动态的资源优化14-15
• 1.2.3 集中式资源优化和分布式资源优化15-16
• 1.3 研究内容与创新16-17
• 1.4 论文结构17-18
• 第2章 D2D正交复用蜂窝资源的优化18-40
• 2.1 基于时分复用的优化模型19-20
• 2.2 基于频分复用的优化模型20-22
• 2.3 hnRoM算法22-32
• 2.3.1 资源优化问题解耦23
• 2.3.2 求解时隙划分子问题23-25
• 2.3.3 求解频率划分子问题25-26
• 2.3.4 求解DU-CU配对子问题26-30
• 2.3.5 hnRoM算法总结30-32
• 2.4 hnRoM算法性能分析32-40
• 2.4.1 与穷举算法比较32-34
• 2.4.2 与固定资源分配算法比较34-36
• 2.4.3 与随机资源分配算法比较36-37
• 2.4.4 与分布式资源分配算法比较37-40
• 第3章 D2D非正交复用蜂窝资源的优化40-58
• 3.1 非正交复用上行资源时的优化40-48
• 3.1.1 上行信道复用选择算法42-43
• 3.1.2 改进后的复用选择算法43-44
• 3.1.3 算法仿真与性能分析44-48
• 3.2 非正交复用下行资源的优化48-58
• 3.2.1 基于匈牙利准则的最优算法50-52
• 3.2.2 基于距离方差的选择算法52-54
• 3.2.3 算法仿真与性能分析54-58
• 第4章 结论与展望58-60
• 4.1 结论58-59
• 4.2 展望59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果66

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘沛;蜂窝与D2D混合网络中接入控制和资源分配优化技术的研究[D];北京邮电大学;2013年

  本文关键词：支持D2D通信的无线网络系统吞吐量优化，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：276788