LTE-A中基于社会关系的多跳中继选择策略研究

发布时间：2020-07-26 12:07

【摘要】：为进一步提高D2D通信系统的频谱效率、能量效率和系统吞吐量,本文将社会网络引入D2D通信中继选择。本文研究了基于社会特性和物理特性的协作D2D(Device-to-Device)中继LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)模型,并基于该模型提出了一种新的基于社会关系的中间点中继选择方案SCMRS(Social-aware Connection Midpoint Relay Selection)。该方案的总体思路是:首先通过信道状态信息获得源节点,目的节点和其它所有节点的位置。接着计算源节点和目的节点的中间位置,然后以这个中间位置为圆心,不断增大搜索半径,当增大到小区半径一半时停止,搜索信道增益大于阈值的空闲用户且与源用户具有社会关系的所有节点作为中继的一个候选集合。最后利用全局搜索算法,来寻找中继候选集中效用函数值最大的节点,作为本方案最优的中继节点。本文中提出的SCMRS方案兼顾了源节点和目的节点的位置信息、物理特性及社会关系。该算法不仅考虑了系统吞吐量和节点连接成功率,同时兼顾了能量效率和频谱效率。通过接入概率、系统吞吐量和效用函数值三个重要指标对五种算法的总体性能做了仿真对比。仿真结果表明在相同条件下,SCMRS算法不仅能有效的改善系统的吞吐量,还提升了系统的能量效率和频谱效率,优于传统中继选择算法。
【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
【图文】：

控制面,核心网,系统架构,接入网

6图 2.1 LTE-A 网络的结构图形的性能要求，LTE-A 对系统架构做了全成部分：其一是负责核心网的 EPC（Evogement Entity）完成 EPC 的控制面， S-能；其二是负责接入网的 e Node B（Evo网（Evolved UTRAN）。如图 2.1 所示，为 S1 和 X2。其中，X2 接口可以负责 e 接口主要负责 e Node B 与 MME 或者 e

工作方式,节点,通信过程,中继

图 2.2 D2D 通信的工作方式D 灵活多样的工作形式，适合于多种场景。随着逐渐深入的研究，D2D 通信发展成为两跳或者多跳方式。如图 2.2 所示。下是 D2D 工作方式的简单介绍：当两个用户的通信距离较近，就可以利用 D2D 进行直接传输信息，包括小（如 DS 7 和 DD 7）。在通信过程中一些空闲节点可以作为中继节点（如图中 DR 1 和 DR 2），来距离较远的两个节点进行通信，提升信息传输质量。有些空闲用户可以作为中继节点，它可以协助其它用户与基站进行通信。如区边缘的用户（图中 DR 3 的通信过程）和在小区以外的用户（如图中 D信过程），通过中继链路可以协助他们与基站进行更好的通信。

示意图,社会网络模型,示意图

图 3.1 双层社会网络模型示意图本文主要单个小区的 LTE-A 系统如图 3.1 所示[17]。该系统分为上下两层网络进行信息传输，上层是社会网络层，考虑了用户之间的真是社会关系，这些社会系可以从网络在线平台或者离线平台中的用户进行提出；下层是物理层，主要包一些智能终端，如手机和平板等。近距离智能终端间能够通过 D2D 通信传输信息且物理信道的特征是与通信环境相关的。LTE-A 系统中社交层的用户都会对应着物理层面的用户设备，它们之间形成应关系。但社会特性和物理特性是由不同的因素决定，社会特性主要根据用户之历史通信的数据信息来确定，而物理特性主要根据实际的通信场景所确定。下面是对社会网络的一些相关信息介绍:1）社会关系

【参考文献】