基于LTE-A的D2D中继选择技术研究

发布时间：2017-06-14 17:24

  本文关键词：基于LTE-A的D2D中继选择技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在LTE-A系统中,D2D通信是一项短距离通信技术,与传统基站的蜂窝通信相比,在节省无线资源、减小系统干扰、以及本地数据业务共享等方面存在着巨大优势和潜力。但是由于无线信道存在信道衰落,当两个D2D用户距离较远时,将无法通过建立D2D直通链路进行通信。那么此时我们可以考虑在D2D通信中引入中继技术,通过中继节点协作D2D用户进行通信。网络中存在大量的空闲用户设备可以作为备选中继,不同的中继节点参与协作对于中继系统的性能影响较大。因此本文主要对于D2D中继系统的中继选择问题进行研究。首先,研究分析了在单蜂窝网络场景下,D2D通信中有无中继参与协作两种环境下的系统性能。通过分析D2D中继系统的应用场景、资源共享和干扰模型可得,D2D通信过程中选择复用蜂窝用户上行链路资源优于复用下行链路资源。在复用上行链路资源时,推导并仿真了在SD直传链路和AF、DF两种中继转发模式下的中继通信链路的信道容量和中断概率。仿真结果表明在D2D通信链路之间恰当的引入中继可以提高系统的性能。其次,研究分析了D2D中继系统中的中继选择算法。在基于瞬时信道状态信息的中继选择算法基础上,联合考虑用户的服务质量优劣指标(传输时延和丢包率等),提出了一种改进的中继选择算法。通过中继节点缓存区内的队列状态信息判断通信链路的服务质量优劣,并且理论推导分析了改进算法的可行性。仿真结果表明本文提出的中继选择算法可以提高系统的吞吐量、降低系统的传输时延和丢包率,优化了D2D中继系统的性能。最后,研究分析了D2D多跳中继系统的中继选择算法。利用蜂窝用户通信的干扰门限和DF中继转发模式下正确解码门限推导出每跳中继节点的功率限制条件,根据该功率限制条件对备选中继节点进行初选。D2D多跳中继通信过程由前面多跳和最后两跳两个阶段实现。前面多跳中继通信中,根据最优信道状态选择最优中继;最后两跳中继通信中,根据最大最小原则对两跳链路的信道状态信息进行排序,在前面几个组成较优的中继集合里,选择两跳链路信道系数之和最大的中继节点为最优中继。仿真结果表明本文提出的多跳中继选择算法可以降低中继选择的失败概率。
【关键词】：LTE-A D2D通信 中继选择
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究目的及意义9-10
• 1.2 研究现状10-12
• 1.3 本文的组织安排12-14
• 2 LTE-A、D2D和中继技术14-24
• 2.1 LTE-A系统14-16
• 2.1.1 LTE-A网络架构14-15
• 2.1.2 LTE-A无线协议架构15-16
• 2.2 D2D通信技术16-20
• 2.2.1 D2D通信网络模型16-17
• 2.2.2 D2D通信过程17-19
• 2.2.3 D2D通信应用场景19-20
• 2.3 中继技术20-23
• 2.3.1 中继系统模型20
• 2.3.2 中继的工作模式20-22
• 2.3.3 中继的应用场景22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 基于LTE-A的D2D中继系统24-34
• 3.1 引言24
• 3.2 D2D中继系统通信场景24-25
• 3.3 D2D中继系统干扰分析25-29
• 3.3.1 复用蜂窝上行链路资源26-27
• 3.3.2 复用蜂窝下行链路资源27-29
• 3.4 D2D中继系统的性能分析29-33
• 3.4.1 SD性能分析29
• 3.4.2 AF性能分析29-30
• 3.4.3 DF性能分析30-31
• 3.4.4 仿真结果与分析31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 4 D2D中继系统的中继选择34-47
• 4.1 引言34
• 4.2 系统模型与问题描述34-37
• 4.2.1 系统模型34-37
• 4.2.2 问题描述37
• 4.3 典型的中继选择算法37-40
• 4.3.1 基于平均信道状态信息的中继选择算法37
• 4.3.2 基于瞬时信道状态信息的中继选择算法37-38
• 4.3.3 基于中断概率的中继选择算法38-39
• 4.3.4 基于误码率的中继选择算法39
• 4.3.5 各种中继选择策略的性能比较39-40
• 4.4 改进的中继选择算法理论分析40-41
• 4.5 改进的中继选择算法详细步骤41-43
• 4.6 仿真结果与分析43-46
• 4.7 本章小结46-47
• 5 D2D多跳中继系统的中继选择47-58
• 5.1 引言47
• 5.2 系统模型47-52
• 5.3 多跳中继选择算法52-56
• 5.3.1 多跳中继通信启动条件52
• 5.3.2 多跳中继选择算法52-54
• 5.3.3 多跳中继算法的详细步骤54-56
• 5.4 仿真结果与分析56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 6 总结与展望58-60
• 6.1 论文工作总结58
• 6.2 未来工作展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 攻读学位期间的研究成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 林伟阳;张勖;于翠波;;LTE-A中D2D通信建立流程分析与设计[J];现代电信科技;2015年01期

2 李方健;;D2D通信系统中的最优中继选择及功率分配策略研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2014年05期

3 焦岩;高月红;杨鸿文;杨大成;;D2D技术研究现状及发展前景[J];电信工程技术与标准化;2014年06期

4 王俊义;巩志帅;符杰林;陈小徽;林基明;;D2D通信技术综述[J];桂林电子科技大学学报;2014年02期

5 杨洁;芮雄丽;曹雪虹;;改进的解码转发多跳中继系统及最优功率分配[J];计算机工程;2013年03期

6 顾闻;;D2D中继网络负载均衡的中继选择算法[J];电信快报;2013年02期

7 唐伦;刘通;陈前斌;曾孝平;;Two-way中继系统协作节点选择及功率分配策略[J];电子与信息学报;2010年09期

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本文编号：450083