蜂窝网络中全双工D2D通信功率控制

在蜂窝网络中,采用全双工传输的设备直通(D2D)通信可以共享蜂窝通信的信道资源,提升频谱利用率和系统吞吐量.针对单对全双工D2D用户复用单个蜂窝用户的上行信道资源时,用户之间会产生同频干扰的问题,提出了一种低复杂度的功率控制算法.该算法在保证全双工D2D用户和蜂窝用户(CU)的服务质量(QoS)的前提下,最大化全双工D2D链路的吞吐量.仿真结果表明,该算法能够提高全双工D2D链路的吞吐量;全双工D2D链路吞吐量取决于蜂窝用户的QoS要求、相对距离以及自干扰消除数量的限制.     

D2D网络中信道选择与功率控制策略研究

针对D2D通信的资源分配问题,该文研究了D2D信道选择与功率控制策略。在保证蜂窝用户服务质量(QoS)的前提下,提出一种基于启发式的D2D信道选择算法,为系统内的D2D用户找到合适的信道复用资源。同时,利用拉格朗日对偶方法求解得到D2D用户最优传输功率。仿真结果表明当蜂窝用户与多对D2D用户共享信道资源时能够大幅度提升系统平均吞吐量。在相同条件下,该算法的性能要明显优于现有算法。     

蜂窝网络中D2D通信模式选择和信道分配算法

设备到设备(D2D)通信中,不合理的模式选择和信道分配方案会引入干扰,严重时不仅不能体现D2D通信优势,而且还将导致蜂窝用户传输速率下降。针对这一问题,文章提出了一种蜂窝网络中D2D模式选择和信道分配算法。仿真结果表明,新算法能够在有效的平衡蜂窝网络中D2D用户接入率和系统总吞吐量的同时,最小化用户之间的干扰。     

未授权频段中D2D通信的随机几何分析

随着频谱资源日趋紧张,对未授权频段的使用愈来愈得到人们的重视。对未授权频段中的D2D通信技术进行了研究。假设D2D用户采用underlay的方式和蜂窝(cellular)用户在未授权频段中共存,考虑到对WiFi系统的影响,提出了一种频谱共享方案,利用随机几何学将用户的分布建模为泊松点过程,并推导出了cellular和D2D用户吞吐量的表达式。仿真结果验证了理论结果的正确性。     

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。     

提高蜂窝网络中数据分发效率的D2D协作转发算法

Device-to-Device(D2D)通信是一种移动终端在蜂窝通信系统的控制下使用授权频段进行点到点通信的新型技术。通过允许接收终端间的数据转发,D2D通信可以用来提高蜂窝网络中的数据分发效率。现有的终端间转发算法,没有充分考虑D2D链路的差异,很难实现频谱资源的高效利用。为此,该文提出了一种基于多跳中继的D2D协作转发算法,包括多播和单播两个模式。该算法根据D2D链路质量自适应地选择最优的中继、路由及传输跳数,能够充分利用D2D链路的多信道分集增益。仿真结果表明,该文所提出的算法能够显著地提高D2D转发的资源利用率,进而提升数据分发业务的吞吐量。     

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通信中联合链路共享与功率分配算法研究

针对D2D （Device-to-Device,D2D）通信过程中的资源分配问题,提出一种联合链路共享和功率分配算法.在保证系统内蜂窝用户服务质量（Quality of Service,QoS）需求的前提下,利用系统的信道状态信息,为D2D用户生成一个由蜂窝用户组成的通信链路的候选集合;在通信链路候选集合内使用凸优化方法得到D2D用户最优功率分配策略;最后利用（Kuhn-Munkres,KM）算法求解最大加权二部图匹配（Maximum Weight Bipartite Matching,MWBM）问题,为D2D用户选择最优的蜂窝用户进行资源共享.仿真结果表明该算法能有效的提升通信网络的吞吐量,可以为D2D用户选择最优的资源分配策略.     

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/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。      

新型WiFi/5G共存系统的混合预编码方案

5G通信系统通过共享WiFi频谱可以提高系统容量和吞吐量,但对WiFi传输性能造成了一定影响。为了进一步提高系统性能,针对非授权频段的大规模多输入多输出(Massive Multiple-Input Multiple-Output Unlicensed,mMIMO-U)系统设计了一种WiFi/5G共存的混合预编码方案。通过构建WiFi和5G用户的小区蜂窝模型,采用空间资源分配和空域波束赋形使得信号在指定的方向上得到增强,在非期望方向上信号强度降低,并采用块对角化和最小均方误差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)信号检测技术有效地处理了用户以及环境噪声之间的干扰进而改善信道增益。仿真结果表明,该方案有效降低了WiFi/5G设备之间的干扰和算法复杂度,提高了5G设备在信道中的传输速率,使WiFi/5G能在非授权频段共存。     

Research on the interference control and resource allocation in D2D communication

In order to solve the problem of interference caused by D2D users reuse cellular resources in cellular network,an algorithm of interference control and resource allocation of D2D communication in single cell cellular system was proposed.Firstly,an interference graph was constructed according to the interference between users in the system to find the reusable channel resource for D2D users.Then,the channel resource pre-allocation and the channel switching policy were performed for D2D users in sequence according to the preset D2D user priority.The simulation results show that the proposed algorithm can significantly improve the system throughput and the access rate of D2D users so that the system can achieve better performance in the presence of small or large number of D2D users.     

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。     

基于用户个性化服务质量的蜂窝车联网与车载自组织网异构车联网资源分配方法

蜂窝车联网(C-V2X)与车载自组织网络(VANET)的异构融合能够有效提高网络容量。然而,不同网络在非授权频段上共存而引起的信道冲突会导致系统吞吐量降低和用户接入时延增大,无法满足车联网用户对服务质量(QoS)的需求。针对该问题,该文提出一种基于用户个性化QoS需求的时频资源分配方法。首先,分别对C-V2X 和 VANET 的吞吐量和时延进行建模分析,刻画用户数据传输时间配置与吞吐量和时延的数学关系;然后,基于上述模型构建吞吐量-时延联合优化函数,根据用户的个性化QoS需求实现异构网络中吞吐量和时延的优化;最后,提出一种基于改进多目标粒子群优化的时延-吞吐量联合优化算法(DT-JOA)进行求解。仿真结果表明,该文所提网络资源分配算法可以有效地保证用户的个性化QoS需求,提升异构网络综合性能。     

基于用户个性化服务质量的蜂窝车联网与车载自组织网异构车联网资源分配方法

蜂窝车联网(C-V2X)与车载自组织网络(VANET)的异构融合能够有效提高网络容量.然而,不同网络在非授权频段上共存而引起的信道冲突会导致系统吞吐量降低和用户接入时延增大,无法满足车联网用户对服务质量(QoS)的需求.针对该问题,该文提出一种基于用户个性化QoS需求的时频资源分配方法.首先,分别对C-V2X 和 VANET 的吞吐量和时延进行建模分析,刻画用户数据传输时间配置与吞吐量和时延的数学关系;然后,基于上述模型构建吞吐量-时延联合优化函数,根据用户的个性化QoS需求实现异构网络中吞吐量和时延的优化;最后,提出一种基于改进多目标粒子群优化的时延-吞吐量联合优化算法(DT-JOA)进行求解.仿真结果表明,该文所提网络资源分配算法可以有效地保证用户的个性化QoS需求,提升异构网络综合性能.     

D2D通信系统中基于QoS的分簇信道分配算法

D2D(Device-to-Device)通信作为第五代移动通信(5G, 5-generation)的关键技术之一,因其高频谱效率、低能耗等优点受到广泛关注。为了更好地满足D2D用户的服务质量(quality of service, QoS)需求,本文引入用户满意度的概念,提出了一种基于QoS的分簇信道分配算法。该算法运用图论着色方法为D2D用户分配信道,可分为三个步骤:首先构建D2D用户间的干扰图,然后在保证蜂窝用户QoS需求的情况下建立D2D用户的可用颜色列表,最后为D2D用户分簇,位于同一簇内的用户可以共享信道。仿真结果表明,本文算法可以有效提高D2D用户的满意度和系统公平性。