D2D/蜂窝通信模式切换与联合功率控制方案

设备直连（Device-to-Device, D2D）通信技术通过复用蜂窝系统的频谱资源提高频谱利用率,但D2D的引入会给蜂窝系统带来干扰。如何合理地选择D2D/蜂窝通信模式并进行功率优化控制,成为减小D2D和蜂窝系统间干扰、提升网络性能的关键。本文考虑D2D用户复用蜂窝上行链路场景,提出了一种基于距离和联合功率控制的通信模式选择方案。在该方案中,D2D用户和蜂窝用户与基站距离的比值决定了D2D用户是否采用Underlay模式进行通信,进而在约束蜂窝用户和D2D用户发射功率的条件下实现D2D链路和蜂窝链路的联合功率控制,最终推导出能够最大化系统总吞吐量的最优用户功率分配方案。根据仿真结果,本文提出的联合功率控制方案能够在降低系统间干扰的同时有效提高D2D和蜂窝系统的总吞吐量,进而提高了系统的性能。      

基于用户中断概率的D2D通信干扰协调与资源分配

在LTE系统中引入设备直传(D2D)通信技术,会因为D2D用户复用蜂窝用户资源进行通信而产生同频干扰.在现有的干扰协调与资源分配研究中,都需要基站获取各个通信链路的信道状态信息(CSI),但这样无疑会增加基站的信令负担.为减小干扰与基站的信令负担,提出了一种基于用户中断概率的干扰协调与资源分配算法,首先在保证蜂窝用户正常通信的情况下,通过限制D2D用户到基站间的距离来降低干扰;其次通过遍历所有蜂窝用户的频谱资源,选择能使D2D用户的总中断概率最低的频谱资源进行复用.仿真结果表明,所提算法能够在保证蜂窝用户正常通信的情况下,明显降低D2D用户的平均中断概率,同时还能够降低基站信令负担.     

D2D通信中干扰协调算法的研究

D2D(Device-to-Device,终端直通通信)技术是指用户可以直接进行通信而不用经过基站的一种终端直通通信技术,移动蜂窝使用终端直通通信技术能够增加蜂窝系统性能,然而却带来了较多的干扰以及加大了能量损耗.为了达到用户和基站间的相互干扰,增加频谱利用效率和能量利用效率,文章以D2D 用户和速率为优化目标提出了一种联合资源分配和功率控制的方法,用以达到高能效的终端直通通信.仿真结果表明:文章提出的联合信道分配和功率控制方案,能明显减少D2D用户与蜂窝系统受到的干扰,增加蜂窝频谱利用率以及D2D用户和速率.     

混合D2D蜂窝网络中基于模拟退火算法的资源调度策略

D2D通信是未来5G网络中一种近距离直通通信方式,在通信过程中,信息直接由发送端传给接收用户,而不需要经过基站的转发.在传统蜂窝网络中引入D2D通信可以极大地提升系统的总吞吐量、增大频谱资源的利用率以及降低发射终端的功耗.主要介绍了一种适用于混合D2D蜂窝网络中的资源分配方法,通过拉格朗日乘子法结合模拟退火算法实现频谱资源的分配,提出一种同时考虑信道容量和能耗的基于模拟退火算法的资源调度策略.本算法在维也纳仿真平台上经仿真验证,相比于传统贪婪优化算法,可以明显增大系统总吞吐量和频谱资源利用率.另外,算法中采用了分布式资源调度方法,D2D用户根据算法步骤自行搜索适合的目标信道并计算其发射功率,可以有效减少基站的信令开销.     

D2D通信的联合资源分配和功率控制方法

设备到设备(D2D)通信对未来蜂窝网络是一种很有前途的技术,它可以有效地提高系统的吞吐量和延长用户设备的电池寿命。然而,在蜂窝网络中,D2D通信共享频谱会造成干扰。为消除干扰,充分利用D2D通信的优势,提出了一个联合的频谱资源分配和功率控制(RAPC)方法,该方法能够实现总吞吐量最大化,同时保证D2D用户和蜂窝用户所需的最小速率。提出的资源分配和功率控制的优化问题,通过量子粒子群(QPSO)得到近似优化方案的最优解,其中的量子粒子代表资源分配和功率控制的方法,同时制定惩罚函数删除不可行的方法。仿真结果表明,该方法具有更好的性能、系统吞吐量、功率效率和最小速率比其他方法令人满意。     

蜂窝网络中D2D通信的分析与建模

设备与设备间（D2D）通信因其具有诸多优点如有效提高频谱效率、减少通信时延、降低设备能耗等而作为下一代蜂窝网络中的关键技术。本文首先分析了蜂窝网络中D2D通信的分类。其次,运用随机几何数学工具,对蜂窝网络中的蜂窝用户和D2D用户进行数学建模并使用基于距离的模式选择策略分析蜂窝网络中D2D通信的最优平均信息速率及最优的蜂窝用户与D2D用户配比。最后通过MATLAB仿真平台验证结论的正确性及可行性。     

毫米波D2D通信上下行链路吞吐量优化方案

5G通信技术中终端直通(D2D通信)的功率分配是近期研究的热点,为了提升系统容量和频谱利用率,将毫米波与D2D通信技术结合,在此技术中,针对28GHz频段上行链路及下行链路蜂窝网络中的D2D资源分配进行了研究,将其系统总吞吐量达到最大化算法进行优化。首先,推导出每个D2D对所对应的准入集,其次,在考虑每个D2D对用户以及蜂窝用户功率控制情况下,分别求出上行链路及下行链路中的吞吐量,最后,在保证D2D对总吞吐量最大化前提下将蜂窝用户信道分配给D2D对。仿真结果表明,所提出的方案可以提高系统的吞吐量。     

基于CSI及QSI的D2D传输策略

为缓解频谱资源紧缺,提升本地服务质量,在现有蜂窝网络中引入了D2D通信方式,使得距离较近的用户之间可不经由基站直接通信。搭建了D2D通信与蜂窝通信并存的网络结构,并分析了D2D复用蜂窝用户(CU)频谱资源时影响信噪比的干扰因素。为保证CU和D2D用户的通信质量,采用信道状态信息(CSI)与队列状态信息(QSI)相结合的传输策略控制信噪比及时延。对于多CU多D2D对的资源分配问题,采用基于优先级矩阵的分配算法。与二分匹配算法相比,降低了计算复杂度,结果逼近最优解且能稳定收敛。     

全负载蜂窝网络下多复用D2D通信功率分配算法研究

针对全负载蜂窝网络中D2D通信的功率分配问题,该文提出了一种基于非合作完全信息博弈纳什均衡解的多复用D2D通信功率分配算法。以优先保证蜂窝用户通信质量与D2D用户接入率为前提,设置D2D通信系统上行链路帧结构,之后建立非合作完全信息博弈系统模型,引入定价机制到功率分配博弈模型中并分析纳什均衡解的存在性与唯一性,最后给出该模型的分布式迭代求解算法。仿真结果表明,随着D2D用户复用数量的增加,该算法在提升系统吞吐量的同时,能有效地控制系统内部干扰,大幅度降低系统总能耗。     

异构网络中基于能效优化的D2D资源分配机制

针对异构网络中D2D通信复用蜂窝用户频谱时存在的频谱分配问题,该文提出一种基于改进离散鸽群优化(PIO)算法的D2D通信资源分配机制。通过设置信干噪比(SINR)门限值来保证用户的通信服务质量(QoS),采用功率控制算法为用户设置发射功率,使用基于运动权值的二进制离散鸽群优化(MWBPIO)算法为D2D用户进行资源分配,并将D2D通信技术与中继技术进行有效结合,为边缘用户建立D2D中继链路,保证边缘用户的通信质量,最大化系统性能目标。仿真结果表明,该方案有效抑制了异构通信系统中引入D2D用户后导致的干扰问题,提高了边缘用户的通信质量和系统的频谱利用率以及系统的能效。     

基于3D空间信道模型的3D波束赋形技术研究

移动数据流量爆炸式增长对小区吞吐量提出了更高的要求,同时智能终端的急剧增多,使终端之间的信号干扰越来越严重。传统基站天线阵列下倾角是固定的,波束之间干扰较大。随着有源天线技术的逐渐成熟,通过垂直维度的波束赋形动态改变天线的下倾角已经成为可能。本文通过分析已有的空间信道模型,研究了基于球形坐标系统的空间信道模型的建模方法,为3D动态波束赋形技术评估提供了信道基础;并且在提出的3D信道模型基础上评估了动态调整波束的下倾角可以减少用户之间的干扰,提高小区的吞吐量。     

3D object retrieval system based on grid D2

With the increase of the number of 3D objects available on the digital libraries, the demand for a content-based 3D object retrieval system becomes urgent. Proposed is a novel feature, grid D2, for 3D object retrieval. Results of experiments show that the proposed method is superior to others.     

基于二维投影点集的三维模型检索算法研究

本文给出一种基于二维投影点集的三维模型检索算法.该算法利用二维投影点集边界点,给出一种结合夹角信息的二维投影轮廓特征提取算法,简单有效地刻画三维模型外围轮廓;同时还利用二维投影点集内部点,给出一种剖面特征提取算法,反映三维模型空域信息.实验结果表明该算法在保证检索效率的同时,显著提高三维模型的检索准确性.     

基于一维相位相关的改进图像三维重建算法

在T Shibahara等提出的基于一维相位相关的三维重建算法的基础上进行改进,对图像序列进行加窗前处理;在均值法中对图像序列进行有效的加权处理;利用各匹配等级之间的相关性优化由粗到精的立体匹配结构;对三维模型进行限制深度的后处理.实验结果表明,本文提出的改进算法在保证输出三维模型精度的基础上比原始算法的三维重建效率有明显提升.     

Cooperative content downloading scheme based on D2D multicast communications

Aiming at the content downloading scenario in the network such as cellular network and vehicular network,a cooperative content downloading scheme based on device-to-device multicast communications was proposed to improve the content downloading performance.Such a scheme took advantage of the proximity feature of the content requesters and groups them into disjoint clusters.Firstly,the base station delivered the entire content to a cluster,and each content requester in a cluster downloaded a proportion of the entire content.Then,the content requesters took turns sharing their downloaded content with other content requesters in the same cluster.In this way,the additional resource consumption of content sharing in a cluster was shared by the content requesters in the cluster together.During this process,a pricing-based approach was proposed to motivate these content requesters to cooperate with each other.Such an approach only required the base station to maintain a content downloading price.Based on this,the joint issue of user clustering,link scheduling and power allocation was studied to minimize the total cost of content requesters.To obtain a superior solution with reductive complexity,a joint optimization algorithm was designed based on the coalition formation game.Numerical results show that compared with the traditional non-cooperative scheme,the total cost of content requesters was reduced by 37.15%.Under different numbers of content requesters and cellular users,the proposed scheme is both superior to other benchmark schemes.     

三维监控系统中基于三维重构的交互式标定

标定多个监控摄像机的位姿是智能监控系统的基础.传统的标定方法需人工逐一标定每个目标摄像机,且难以处理非重叠监控视场以及摄像机运动和扰动的情况.对此本文提出一种基于三维重构的交互式标定框架,通过引入场景三维特征点云作为中间层,仅需一次性建立其与参考背景模型间的几何变换关系,即可通过目标摄像机图像与三维点云的匹配实现自适应标定,可显著降低工作量.由于匹配是建立在监控图像与三维点云之间而非监控图像之间,因此可以处理监控视场非重叠的情况.对于摄像机运动和扰动,提出了一种在线相对姿态传递方法,能够克服摄像机扰动和运动带来的姿态变化问题.实验证明了本文方法的有效性.     

基于合同理论的D2D数据协作转发机制

针对蜂窝网络控制下的终端直通（D2D）通信中的数据转发问题,提出了一种基于合同理论的D2D数据协作转发机制。首先,充分考虑用户的自私特征,构建了一种以D2D发送用户为合同委托方、以空闲用户为代理方的委托—代理模型。然后,利用合同双方的效用函数以及合同约束条件构建含约束条件的优化问题,并且将合同双方的效用函数转化为合同双方满意度,最后构建为最小权重的稳定匹配,从而获得最优合同解。仿真结果表明,所提出的算法能够较好地激励空闲用户参与协作通信,进而提升用户满意度以及吞吐量。     

面向5G的D2D资源优化算法研究

科技的迅猛发展和智能化设备的不断涌现使得频谱资源的匮乏更加明显,不断推进5G的研发和投产成为了当前通信行业的大趋势之一。为了解决无线网络用户增多带来的用户间互相干扰大及传输速率低等问题,文中从D2D通信模型的介绍入手,首先对D2D通信中的资源共享模式进行了详细介绍,然后分别对MIMO系统模型和MIMO—D2D系统模型进行了介绍,最后在对网络资源分配方案优化设计的基础上,研究了基于最大SLNR准则的网络资源优化算法。     

基于二维方孔光栅的平面三维显示

一维狭缝光栅实现平面三维显示具有低成本、光栅参数易于改变和无需对焦的优点,但存在遮挡画面影响亮度的缺点;二维透镜阵列具有全视差且深度感知自然的优点,但存在显示像素低和观察视角小的缺点。为了同时兼顾上述两种方案的优点,结合一维狭缝光栅和二维透镜阵列提出了一种基于二维方孔光栅的平面立体显示方案。Lighttools软件仿真实验结果表明:基于二维方孔光栅的平面三维显示原理可行,其像质因子略小于一维狭缝光栅的像质因子,但继承了一维狭缝光栅和二维透镜的优点,是实现平面三维显示的一种新的发展方向。