在蜂窩網(wǎng)中應(yīng)用D2D通信技術(shù)研究.pdf

1、智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端已經(jīng)成為當(dāng)今人們的生活必備,移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求快速增大,但移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)能夠使用的帶寬資源是有限的。要解決業(yè)務(wù)增長與資源受限的矛盾,就要不斷發(fā)掘新的移動(dòng)通信技術(shù)。其中一種有效的辦法是在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中引入 D2D(Device-to-Device)通信技術(shù),即在地里位置上距離較近的移動(dòng)設(shè)備可以直接進(jìn)行通信,而不用遵循傳統(tǒng)“設(shè)備-基站-設(shè)備”的通信模式。
　　本論文主要研究在蜂窩網(wǎng)中應(yīng)用D2D通信技術(shù),提出一種基于

2、圖著色的D2D正交資源分配機(jī)制:蜂窩網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)資源池給D2D通信,與原有蜂窩通信相互正交。資源池被分為若干子帶資源,通常子帶數(shù)小于D2D對數(shù),多個(gè)D2D對可以復(fù)用同一子帶資源,應(yīng)用圖論中的圖著色理論完成D2D對之間的相互復(fù)用?；趫D著色的結(jié)果,本文提出了一種基于效用的資源分配方法,子帶資源大小與使用每一種顏色的D2D對數(shù)成正比,即復(fù)用同一種顏色的D2D對數(shù)越多,分配的資源就越多?？紤]到D2D通信的重要特點(diǎn)之一就是通信距離短、節(jié)省終端電

3、池消耗,經(jīng)過資源分配以后,對D2D對進(jìn)行功率控制。
　　在本文提出的正交資源分配機(jī)制下,依據(jù)構(gòu)圖方法不同,有三種可能的實(shí)現(xiàn)方案:
　　?基于接收功率方案:基站預(yù)先設(shè)定一個(gè)接收功率門限值?Pr x。兩個(gè)D2D對映射到圖G上的點(diǎn)之間的鄰接性通過如下過程判斷:D2Di發(fā)送探測信號(hào),若D2D j接收到的探測信號(hào)功率大于?Pr x,則基站認(rèn)為當(dāng)前D2Di對D2D j干擾較大,圖G中代表D2Di和D2D j的兩點(diǎn)鄰接;反之,D2Di與D

4、2D j不鄰接。
　　?基于SIR方案:基本思想是預(yù)先設(shè)定一個(gè)SIR門限值?SIR,首先假定所有D2D對都復(fù)用相同的資源。對于任意一個(gè)D2Di,依照其余D2D對用戶對D2Di的干擾從強(qiáng)到弱的順序不斷剔除干擾項(xiàng),直到() SIRSIR i??為止,所有剔除項(xiàng)所對應(yīng)的D2D對與D2Di互干擾較強(qiáng),在圖G中連通。
　　?基于效用方案:基于效用構(gòu)圖方案是一種遍歷方案,可用最大顏色數(shù)為N,實(shí)際使用顏色數(shù)可以是從1到 N,一共有N種可能

5、。然后,每一次遍歷循環(huán)都進(jìn)行構(gòu)圖、著色和資源分配,并計(jì)算和效用。遍歷 N種可能的構(gòu)圖著色方案,找出使得系統(tǒng)和效用最大的一種方案。
　　上述三種方案經(jīng)過Matlab仿真,綜合SINR、功效比以及算法復(fù)雜度性能分析得出結(jié)論:基于接收功率方案是最佳正交資源分配方案。
　　最后為了驗(yàn)證本文提出的正交資源分配機(jī)制的有效性,給出一種復(fù)用模式方案,并通過仿真性能、信令開銷等方面綜合對比得出結(jié)論:本文提出的基于圖著色的D2D正交資源分配機(jī)制