D2D通信中的干扰管理研究

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近几年来，随着无线通信技术的蓬勃发展以及当今社会对高数据速率、高容量和绿色节能需求的持续增加，原本已经十分紧缺的频带资源趋向匮乏。D2D（Device-to-Device）通信因其可以提高频谱资源利用率、降低核心网络流量负载、扩展小区覆盖范围、提高数据速率以及提高系统能效等优点，受到相关研究人员的密切关注。而频带资源利用率的提高,是通过D2D用户复用蜂窝链路资源实现的，这种通信模式会造成十分复杂的干扰管理问题，因此研究D2D通信技术中的干扰管理问题是必要的。本论文分别对单小区中两种不同的资源复用模型进行了干扰管理问题的研究，主要工作和成果如下： 1.D2D用户与蜂窝用户一对一的资源复用模型。第一，研究了基于用户地理位置和信干噪比门限的通信模式选择方案。根据各用户的信干噪比门限值，划定了D2D干扰受限区域圆和可复用蜂窝资源边界圆，以此制定了D2D用户的通信模式选择方案。第二，研究了基于距离选择的资源分配策略。提出将D2D用户依照其与基站间的距离降序排序，并依次选择距离基站近的蜂窝用户进行复用的资源分配策略，再结合本文提出的通信模式选择方案，可以降低用户间同频干扰。仿真结果表明，与随机复用方案、本文方案中的每一部分对比，本文提出的模式选择和资源分配联合方案可以提高D2D通信系统吞吐量。第三，研究了系统吞吐量和系统能效平衡的方法。改进了优化目标函数，即添加同时降低蜂窝用户和D2D用户发射功率的惩罚项，并利用差分进化算法实现了功率的优化。仿真结果表明，在保障各用户服务质量需求（QoS）的条件下，使用新的目标函数能大幅度降低各用户发射功率和用户间干扰，从而在获得极逼近系统最大吞吐量的同时，大幅度提高系统能效。 2.D2D用户与蜂窝用户多对一的资源复用模型。第一，将多对一复用模型建立为带有同伴效应的多对一匹配问题。改进现有匹配算法的初始化匹配过程和交换操作过程，逐次消除吞吐量增加量最多的阻塞对，得到保障用户QoS的资源分配策略，并对算法进行性能分析。根据仿真分析，该匹配策略最终获得了稳定资源分配结果，而且提高了系统吞吐量。第二，研究了利用差分进化算法控制发射功率从而平衡D2D通信系统吞吐量和系统能效的方法。D2D用户功率过高可以带来相对较大的通信速率，但同时会带来较强的干扰，并且可能降低能效。为解决这一问题，给出了新的目标函数，提出含有可降低D2D用户发射功率惩罚项的非凸规划，并通过差进化算法优化功率配置。仿真结果表明，在保障各用户服务质量的条件下，降低了功耗和用户间干扰，从而在获得极接近系统最大吞吐量的同时，大幅度提高了系统能效。

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作者
左晓静;
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作者单位

西安电子科技大学;

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授予单位西安电子科技大学;
学科电子与通信工程
授予学位硕士
导师姓名孙永军,刘全占;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类
关键词
通信; 干扰;

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