基于LTE的D2D通信技术研究与实现

发布时间：2017-04-08 19:41

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【摘要】：在蜂窝网络中,两个彼此接近的用户不通过基站和核心网,而通过复用蜂窝网络的资源直接进行通信,被称为D2D通信。D2D通信可以用来增强网络性能,如提高频谱效率,增大系统吞吐量,减少通信延时等。D2D通信可以增强网络性能,但同时可能会对现存的蜂窝网络产生干扰。D2D用户加入蜂窝网络不仅会对蜂窝吞吐量产生影响,也会对蜂窝系统调度决策制定产生影响,即破坏了蜂窝用户占用无线资源的公平性。为了减小D2D用户对蜂窝系统公平性的破坏,进而提高蜂窝系统的整体性能,提出一种保护蜂窝用户占用无线资源公平性的方案,简称IPF干扰控制方案。IPF方案在保证蜂窝用户和D2D用户QoS需求的前提下,为每对D2D用户选择能与其复用资源的最佳蜂窝用户。IPF方案根据蜂窝用户对资源的占用情况,首先为每对D2D用户建立可复用资源的蜂窝用户候选集,使其与候选集中任意蜂窝用户共享资源时,双方均能满足最小SINR要求。然后对复用资源的D2D用户和蜂窝用户进行功率控制,选择最佳的传输功率,从而最大化系统的整体吞吐量。最后基于D2D用户对蜂窝用户公平性破坏最小的原则,在候选集中选出公平性被破坏最小的蜂窝用户与D2D用户复用资源。通过仿真的数值结果分析显示,IPF方案能够有效改善蜂窝系统的公平性和吞吐量,尤其是边缘用户的性能。
【关键词】：蜂窝 D2D 频谱复用 公平性
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 论文研究背景10-11
• 1.2 论文主要研究内容11-12
• 1.3 论文结构安排12-13
• 第二章 基于LTE的D2D通信技术13-25
• 2.1 D2D通信概述13-16
• 2.1.1 D2D通信系统模型13
• 2.1.2 D2D通信应用场景和用例13-15
• 2.1.3 D2D通信信道模型15-16
• 2.2 D2D通信技术16-21
• 2.2.1 Pro Se管理16-18
• 2.2.2 同步18-19
• 2.2.3 设备搜索19-20
• 2.2.4 直接通信20-21
• 2.3 D2D通信资源分配模式21-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 D2D通信干扰管理25-40
• 3.1 通信系统评价标准25-26
• 3.2 系统模型26-27
• 3.3 无线资源分配27-29
• 3.3.1 蜂窝调度27-28
• 3.3.2 链路质量测量28-29
• 3.3.3 D2D分组29
• 3.4 D2D通信对蜂窝PF调度影响29-33
• 3.5 D2D通信研究现状33-39
• 3.5.1 频谱效率33-35
• 3.5.2 功率效率35-36
• 3.5.3 QoS性能36-37
• 3.5.4 公平性37-38
• 3.5.5 可靠性38
• 3.5.6 多播通信性能38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第四章 D2D仿真平台介绍40-49
• 4.1 仿真流程40-41
• 4.2 仿真平台架构41-43
• 4.2.1 初始化模块41-42
• 4.2.2 信道模块42
• 4.2.3 CQI反馈模块42
• 4.2.4 资源调度模块42-43
• 4.3 D2D通信在仿真平台中的实现43-45
• 4.4 部分仿真代码45-47
• 4.5 数据处理47-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第五章 IPF干扰控制方案49-67
• 5.1 系统模型49-51
• 5.1.1 小区模型49-50
• 5.1.2 数学模型50-51
• 5.2 资源分配最优化51-61
• 5.2.1 D2D对复用许可控制52-55
• 5.2.2 D2D对和蜂窝用户的功率控制55-58
• 5.2.3 D2D对资源块分配58-61
• 5.3 仿真分析61-66
• 5.3.1 仿真参数61-63
• 5.3.2 仿真结果63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 论文总结67
• 6.2 研究展望67-69
• 参考文献69-71
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文71-72
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目72-73
• 致谢73

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