蜂窩網(wǎng)絡中D2D功率控制及安全速率技術研究.pdf

1、在蜂窩網(wǎng)絡中引入設備到設備(D2D，Device-to-device)通信，鄰近用戶之間的通信可以不經(jīng)過基站(BS，Base Station)的中繼而直接傳輸，從而提高整個蜂窩系統(tǒng)的資源利用率。然而，D2D通信的引入會使得D2D通信信號變成干擾的新來源，使蜂窩鏈路受到D2D傳輸?shù)母蓴_，而D2D鏈路不僅會受到其他D2D用戶傳輸造成的干擾，而且會受到來自蜂窩鏈路的干擾。因此，為保證蜂窩用戶(CU，Cellular User)和D2D用戶的共

2、存，干擾管理是必不可少的。功率控制是減輕無線網(wǎng)絡中的干擾的有效方法之一，它被廣泛地用在當前的無線系統(tǒng)中。
　　本文首先針對蜂窩網(wǎng)絡中引入D2D通信之后，對D2D用戶與蜂窩用戶存在相互干擾場景，提出了一種基于干擾對齊（IA，Interference Alignment）的功率控制算法。該算法通過IA技術使得所有的D2D用戶能夠同時占用可使用的子載波;同時，控制每一個D2D用戶在子載波上的功率，使所有D2D用戶在對CU產(chǎn)生的干擾小于干

3、擾閾值的前提下，D2D用戶系統(tǒng)的速率和達到最大。仿真結果表明，與傳統(tǒng)的頻分多址(FDMA，F(xiàn)requency Division Multiple Access)系統(tǒng)的部分功率控制算法相比，該功率控制算法在干擾閾值為10dBm時，所得到的D2D用戶的總速率和提升約6bit/s/Hz。
　　本文針對基于IA的功率控制算法的高計算復雜度這一缺點，提出了一種基于IA的功率控制改進算法。該改進算法控制每一個D2D用戶在子載波上的功率時運用注

4、水迭代使所有D2D用戶在對蜂窩用戶產(chǎn)生的干擾小于更新的干擾閾值前提下，D2D用戶系統(tǒng)的速率和達到最大。仿真結果表明，與傳統(tǒng)的FDMA的部分功率控制算法相比，該功率控制算法在干擾閾值為10dBm時，所得到的D2D用戶的總速率和提升約5bit/s/Hz，而且明顯降低了計算復雜度。
　　本文又針對D2D通信復用蜂窩網(wǎng)絡下行資源通信的場景中D2D通信的安全問題提出了一種基于功率控制的D2D通信安全速率優(yōu)化算法，以增強基于D2D通信的物理層