蜂窝系统D2D通信无线资源管理技术研究

发布时间：2017-05-02 06:07

  本文关键词：蜂窝系统D2D通信无线资源管理技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在过去几十年里,移动通信技术经历了飞速的发展,但随着无线应用对速率的要求越来越高,而无线资源极为有限,因此为提升蜂窝通信系统的频谱效率,学术界提出了Device-to-Device(D2D)通信的概念,并将其应用在蜂窝网络中。D2D通信是一种在系统控制下,允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的技术。它不仅能增加蜂窝通信系统的频谱效率,还能有效降低蜂窝小区基站负载和无线终端的发射功率。为了在蜂窝通信系统中支持D2D通信,就要在多方面引入相应的使能机制,本文研究的无线资源分配方法就是其中之一。本文研究的场景是基于频分双工(FDD, Frequency Division Duplexing)的蜂窝系统,采用D2D通信专用模式,即将频谱资源分成两部分,一部分分配给D2D通信,另一部分分配给蜂窝用户,以避免D2D通信与蜂窝用户间的干扰。基于上述场景,本文主要研究基于干扰图的D2D通信资源分配方法,并详细介绍了构建蜂窝小区D2D通信干扰图的方法。首先,本文提出了一种蜂窝网络下基于干扰图的D2D通信资源分配方法,该方法分为三步：1)通过引入分数频率复用(FFR, Fractional Frequency Reuse),采用小区间干扰协调算法,将多小区无线资源分配问题转化为单小区无线资源分配；2)对单小区里的多个D2D通信对进行按照可用无线资源数进行频域分组,且每组用户只能使用对应的资源,在分组过程中尽量保证每个分组内的负载和干扰均衡；3)采用时域调度算法,对每个分组内的D2D通信对进行时域调度,以保证频谱效率最高。本文针对提出的方法进行了仿真分析,仿真结果表明,该方法能够有效提升频谱效率。文中针对蜂窝网络下基于干扰图的D2D通信资源分配方法提出了D2D通信干扰图构建协议.该协议是一个包含广播和ACK (Acknowledgement)多次迭代过程的协议。通过判断D2D通信是否收到另一对D2D通信的广播信号或ACK信号,来确定它们之间是否存在干扰关系。由于在接收广播信号或ACK信号过程中可能存在冲突,所以广播和ACK过程需要迭代进行,直到构建出小区D2D通信完整干扰图。该协议的时延和复杂度均比较低,且能够准确构建出蜂窝网络下完整的D2D通信干扰图。为验证蜂窝网络下基于干扰图的D2D通信资源分配方法和构建小区D2D通信干扰图协议的正确性和可行性,本文对上述两部分内容进行了详细的理论分析和仿真实验。结果表明,理论分析的结果与仿真实验的结果基本吻合,因而本文所提出的蜂窝网络下基于干扰图的D2D通信资源分配方法能够有效提升系统频谱效率。
【关键词】：D2D通信 蜂窝网络 资源分配 干扰图
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 本论文专用术语的注释表10-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 D2D通信技术简介14-19
• 1.2.1 D2D通信的特点14-15
• 1.2.2 D2D通信的关键技术及研究现状15-19
• 1.3 论文研究内容19-20
• 1.4 论文研究意义20
• 1.5 论文组织结构20-22
• 第二章 基于干扰图的D2D通信资源分配方法22-36
• 2.1 引言22-23
• 2.2 系统模型23-25
• 2.2.1 FFR蜂窝系统中的D2D通信23-24
• 2.2.2 数学模型24-25
• 2.3 小区间D2D链路干扰协调算法25-27
• 2.4 频域分配算法27-30
• 2.4.1 频域分配算法的介绍27-28
• 2.4.2 仿真分析28-30
• 2.5 时域调度算法30-34
• 2.5.1 时域调度算法的介绍30-31
• 2.5.2 仿真分析31-34
• 2.6 本章小结34-36
• 第三章 干扰图构建协议36-48
• 3.1 引言36
• 3.2 协议的内容及原理36-40
• 3.2.1 干扰图构建协议的内容36-37
• 3.2.2 干扰图构建协议原理的证明37-40
• 3.3 干扰图构建协议的工作过程40-44
• 3.4 动态情况对系统性能的影响44-46
• 3.4.1 动态问题的描述44
• 3.4.2 动态问题的仿真分析44-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 干扰图构建协议和资源分配方法的理论分析48-70
• 4.1 引言48-50
• 4.2 干扰图构建协议的理论分析50-64
• 4.2.1 广播过程的理论分析50-55
• 4.2.2 ACK信号处理过程的理论分析55-59
• 4.2.3 迭代过程的理论分析59-64
• 4.3 基于干扰图的D2D链路资源分配方法的理论分析64-69
• 4.3.1 频域分配算法的理论分析64-66
• 4.3.2 时域调度算法的理论分析66-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第五章 全文总结与展望70-72
• 5.1 论文工作总结70
• 5.2 论文工作展望70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间的研究成果76-78
• 致谢78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王健;张耀兰;;不同类型数据业务对无线资源的需求及影响分析[J];中国新通信;2010年01期

2 张磊;刘远高;;无线宽带业务发展对无线资源的需求研究探讨[J];广东通信技术;2012年07期

3 潘春建,赵海滨,孙向辉,侯自强;保证用户最大延迟的802.16无线资源调度算法[J];北京邮电大学学报;2005年05期

4 万伟;;优化超闲小区提高无线资源利用率[J];江西通信科技;2006年02期

5 李军政;;一种优化的无线资源分配架构和算法[J];科技通报;2012年10期

6 张剑;缪刚;戴辉;;多输入队列与多输出无线资源调度算法[J];指挥信息系统与技术;2011年06期

7 钟声;门里;;两种WCDMA无线利用率浅析及高效小区判定方法[J];邮电设计技术;2014年01期

8 ;UMTS网络的端到端服务质量[J];电信科学;2001年12期

9 杨焱;谈振辉;钟章队;;铁路大型枢纽地区GSM-R网络无线资源的管理[J];北京交通大学学报;2010年02期

10 陈艳;;基于博弈论的无线资源管理算法综述[J];信息通信;2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 海忠鸣;;基于博弈论的无线资源分配[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

2 陈剑;闻英友;赵大哲;刘积仁;;一种基于流量预测的无线资源申请算法[A];第十届中国科协年会论文集（三）[C];2008年

3 李新潭;韩冰;吴泽滨;;WCDMA无线资源利用率评估方法和扩容原则[A];2012全国无线及移动通信学术大会论文集（下）[C];2012年

4 方媛;梁双春;;TD-HSDPA无线资源需求预测[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2009年年会论文集（下册）[C];2009年

5 叶青;安瑞虹;;综合复杂因素的GSM无线资源利用率新算法探讨[A];2012全国无线及移动通信学术大会论文集（下）[C];2012年

6 秦达;董斌;;移动互联网业务发展摸式探索[A];2008年中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2008年

7 王蔚林;;浅谈对移动QQ的管控[A];2012全国无线及移动通信学术大会论文集（下）[C];2012年

8 姚斌;;无线设备资源管理解决方案[A];通信发展战略与管理创新学术研讨会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前5条

1 崔永超;衡水网通力推数据及无线资源进“97”[N];人民邮电;2007年

2 本报记者 孟伟松;电信研究院规划设计研究所副所长胡坚波：网优技术挖掘无线资源最大潜力[N];人民邮电;2010年

3 ;UMTS网络的端到端服务质量（QoS）[N];网络世界;2001年

4 ;UMTS网络的端到端服务质量[N];人民邮电;2001年

5 上海贝尔阿尔卡特移动通信系统有限公司 李颂;GSM的网络演进[N];计算机世界;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 同钊;LTE-Advanced系统中无线资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2015年

2 张海波;基于混沌神经网络的无线资源优化策略研究[D];北京邮电大学;2013年

3 吴舟;多天线系统中无线资源管理算法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

4 张月莹;基于QoE的无线资源管理算法研究[D];北京邮电大学;2013年

5 李晓辉;MIMO OFDM通信系统的无线资源管理技术研究[D];西安电子科技大学;2007年

6 崔杰;TD-SCDMA演进系统及无线资源管理技术研究[D];北京邮电大学;2010年

7 王森;LTE/LTE-A系统中的无线资源管理算法研究[D];北京邮电大学;2013年

8 徐鼎;认知无线网络中的无线资源分配研究[D];北京邮电大学;2013年

9 侯华;跨层无线资源管理算法研究[D];中国科学技术大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘鸿展;GMR通信系统无线资源控制层协议软件的设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2014年

2 郝伟;Femtocell网络中基于无线资源虚拟化的资源分配研究[D];西安电子科技大学;2014年

3 李露;高铁环境下LTE无线资源调度算法研究[D];兰州交通大学;2015年

4 黄伟星;分布式无线网络中协同无线资源管理技术研究[D];东南大学;2015年

5 武文斌;蜂窝系统D2D通信无线资源管理技术研究[D];东南大学;2015年

6 余俊林;LTE专网系统中下行无线资源管理技术研究[D];东南大学;2015年

7 周晓倩;策略机制下的联合无线资源管理技术研究[D];西安电子科技大学;2012年

8 朱俐;“动中通”网络无线资源管理技术研究[D];电子科技大学;2005年

9 王维嘉;异构融合无线网络的无线资源管理算法研究[D];北京邮电大学;2012年

10 李建;基于FDD LTE-A系统下行无线资源管理技术研究[D];南京邮电大学;2014年

  本文关键词：蜂窝系统D2D通信无线资源管理技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：340401