D2D用户协作算法研究

发布时间：2017-03-21 08:01

  本文关键词：D2D用户协作算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：D2D通信技术作为异构网络重要组成部分之一,利用短距离直接通信使多个D2D用户相互协作提高系统吞吐量、频谱利用率和系统能效,具有较强的灵活性,更能适应未来复杂多变的网络环境。以大量D2D用户通过自组织方式建立通信连接为研究背景,重点分析D2D用户自身能量问题、中继选择问题以及D2D用户相互干扰问题。具体研究内容如下:1.针对D2D用户正交复用频谱资源通过自组织方式建立通信连接用户自身的能量问题提出D2D用户匹配协作算法。该算法考虑D2D用户自身能量和D2D用户信噪比选择D2D中继用户,并使用KM算法解决D2D用户匹配问题,使参与协作的所有D2D用户通过多跳中继实现数据分享。基于提出的D2D用户协作结构,综合考虑链路时延门限和数据传输速率对链路中断的影响,利用香农公式推导链路中断概率。结合链路中断概率分析用户数、数据总长度、数据包个数、链路平均时延门限以及链路平均信噪比对系统能效和系统容量的影响。仿真结果表明,所提出的基于KM算法的D2D用户匹配协作可以减少D2D用户负载、提高系统能效和系统容量。2.针对D2D用户复用非正交频谱资源通过自组织方式建立通信连接用户自身的能量问题和干扰问题提出干扰受限的D2D用户分组协作算法。综合考虑链路时延门限、数据传输速率以及链路干扰对链路中断的影响,利用香农公式推导链路中断概率,通过设计D2D用户分组协作算法限制每个D2D用户受到的干扰,将D2D用户分成多个协作单元,不同协作单元内的D2D用户无相互干扰。D2D中继用户选择下一跳D2D用户除了考虑D2D用户自身能量和信噪比,还需考虑与被选D2D用户之间的距离,以提高D2D接收端用户的信干噪比。结合链路中断概率分析链路时延门限对系统能效和系统容量的影响。仿真结果表明,所提出的基于干扰受限的D2D用户分组协作可以限制D2D用户的干扰,减少D2D用户的负载、提高系统能效和系统容量。
【关键词】：D2D用户协作 中继选择 用户匹配 系统能效 系统容量
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 注释表10-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 论文研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-16
• 1.2.1 D2D通信研究现状13-15
• 1.2.2 用户协作研究现状15-16
• 1.3 论文主要工作和论文组织结构16-19
• 第2章 D2D通信基础19-24
• 2.1 D2D通信资源复用19-20
• 2.2 D2D通信干扰评估20-22
• 2.3 D2D通信服务类型22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 基于KM算法的D2D用户匹配协作24-49
• 3.1 引言24-25
• 3.2 系统模型25-27
• 3.3 协作算法数学分析27-36
• 3.3.1 基于KM算法的D2D用户匹配28-32
• 3.3.2 数据传输过程32-36
• 3.4 算法性能评估36-44
• 3.4.1 协作链路中断概率36-40
• 3.4.2 系统能耗40-43
• 3.4.3 系统容量43-44
• 3.5 计算机仿真与分析44-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第4章 基于干扰受限的D2D用户分组协作49-75
• 4.1 引言49-50
• 4.2 系统模型50-52
• 4.3 协作算法数学分析52-65
• 4.3.1 链路中断概率分析52-62
• 4.3.2 基于干扰受限的D2D用户分组62-65
• 4.4 算法性能评估65-70
• 4.5 计算机仿真与分析70-74
• 4.6 本章小结74-75
• 第5章 总结与展望75-77
• 5.1 论文的总结75-76
• 5.2 未来工作展望76-77
• 参考文献77-83
• 致谢83-84
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果84

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