支持D2D的无线网络干扰对齐研究

发布时间：2017-09-16 10:40

  本文关键词：支持D2D的无线网络干扰对齐研究

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【摘要】：设备到设备(Device-to-Device,D2D)具有高速率和低时延以及扩展蜂窝通信的特点,已成为5G的候选技术之一。蜂窝用户和D2D用户以及不同D2D对共享无线资源成为当前主要的发展方向,因而造成严重的同信道干扰。因此,研究D2D通信中的干扰管理机制具有重要的意义。针对现有机制中仅将干扰对齐灵活解的限制作为D2D成组的约束条件,以及没有相应机制应对现有自适应天线阵列在D2D通信中的应用,从而不能有效管理干扰的问题,本文提出将干扰对齐灵活解的限制和小区中实际的D2D对个数作为D2D成组的约束条件,以此消除组内D2D对之间的干扰;将D2D组和蜂窝用户之间的矢量角和距离因素作为判决条件,选择合适的蜂窝用户和D2D用户共享无线资源,从而实现蜂窝和D2D通信之间的相互干扰最小。仿真结果表明,本文与基于距离的资源复用和随机的资源复用相比,可提高系统吞吐量约8.3%和23.8%。针对D2D组内采用干扰对齐,并进行D2D用户功率分配时,现有算法利用最小化泄漏准则求解发送和接收预编码矩阵不够精确的问题,以及现有算法利用基于赋值迭代(放大的方法)求解功率分配矩阵并不是最优的问题,本文提出采用最小均方差准则求解发送和接收预编码矩阵,使得求解的干扰对齐解更精确;进而利用基于拉格朗日对偶的优化方法,求解最优的D2D用户功率分配。仿真结果表明,在满足预设通信速率的前提下,本文提出的算法和现有的算法相比,可有效减少D2D用户的发送功率,从而减小对蜂窝用户的干扰。针对现有D2D通信中基于全反馈的干扰对齐,由于多个节点的反馈带来较大反馈开销以及多个节点之间相互协调开销等问题,本文提出利用集中节点独立迭代计算干扰对齐解,从而减少反馈开销和发送端的协调开销;进而利用现有的D2D发现机制中的发现消息来估计D2D对之间的信道状态信息,并反馈到基站,从而进一步减少系统的反馈开销。仿真表明,提出的基于集中的反馈机制与现有全反馈机制相比,可明显降低系统的反馈开销。
【关键词】：干扰对齐 资源共享 干扰管理 D2D通信
【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】：TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 D2D通信概述11-13
• 1.2 D2D通信关键技术13-16
• 1.2.1 D2D发现13
• 1.2.2 D2D中继13-14
• 1.2.3 D2D模式选择14
• 1.2.4 D2D同步14-15
• 1.2.5 D2D通信中干扰分析15-16
• 1.3 D2D通信中干扰对齐技术16-17
• 1.4 本文主要内容和结构安排17-19
• 第2章 干扰对齐技术介绍19-34
• 2.1 引言19-20
• 2.2 干扰对齐技术20-31
• 2.2.1 经典干扰对齐技术20-24
• 2.2.2 分布式干扰对齐技术24-27
• 2.2.3 干扰对齐技术面临的挑战27-31
• 2.3 干扰对齐在D2D通信中的应用31-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第3章 蜂窝和D2D通信中基于干扰对齐的资源共享机制34-49
• 3.1 引言34-35
• 3.2 系统模型及问题描述35-39
• 3.2.1 系统模型36-37
• 3.2.2 问题描述37-39
• 3.3 基于干扰对齐的资源共享机制39-43
• 3.3.1 GSIA机制39-42
• 3.3.2 GIA机制42-43
• 3.4 仿真及性能分析43-48
• 3.4.1 仿真环境43-44
• 3.4.2 性能分析44-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第4章 D2D中基于功率控制和MMSE的干扰对齐算法49-59
• 4.1 引言49-50
• 4.2 系统模型50-51
• 4.3 基于功率控制和MMSE的干扰对齐算法51-56
• 4.3.1 求解接收预编码矩阵51-52
• 4.3.2 功率控制52-54
• 4.3.3 求解发送预编码矩阵54-56
• 4.4 仿真及性能分析56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 D2D中基于反馈集中的干扰对齐算法59-71
• 5.1 引言59-60
• 5.2 系统模型60-61
• 5.3 反馈干扰对齐算法61-66
• 5.3.1 全反馈61-62
• 5.3.2 反馈集中A（FCIA-A）62-63
• 5.3.3 反馈集中B（FCIA-B）63-64
• 5.3.4 反馈集中C（FCIA-C）64-65
• 5.3.5 基于D2D发现的反馈算法65-66
• 5.4 仿真及性能分析66-70
• 5.4.1 反馈开销仿真及性能分析66-68
• 5.4.2 基于D2D发现的反馈算法的仿真和性能分析68-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第6章 总结与展望71-74
• 6.1 工作总结71-72
• 6.2 未来工作展望72-74
• 参考文献74-81
• 致谢81-82
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的研究成果82-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李川;;两小区MIMO系统上行干扰对齐传输[J];西安电子科技大学学报;2015年04期

2 雷维嘉;张琴;谢显中;;两单播多跳网络的干扰对齐和功率分配方案[J];北京邮电大学学报;2015年03期

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本文编号：862564