基于多跳D2D转发的簇内数据共享方案

为提高簇内数据分发效率,可优先选择信道质量良好、可实现较高数据速率的D2D链路,于是提出了多跳D2D转发方案。该方案根据预先设定的数据速率阈值和D2D链路质量,自适应选择最优的中继、路由和转发跳数,提高了时频资源的利用率。逐步深入地给出了3个阈值的设定规则,并推导了对应算法的资源成本表达式。仿真结果表明,3个算法的资源效率依次得到改善,其中优化速率算法与现有单跳传输方案相比获得了良好的性能。     

基于NOMA的协作D2D通信方案

在蜂窝网络覆盖下的D2 D通信场景中,D2 D对的距离并不是一个确定的值.为了解决D2 D用户由于距离过大不能建立直接通信链路的问题,提出一种协作传输CRNG方案.使用蜂窝用户作为D2 D对的信息中继,解码并转发D2 D用户的信号.该方案在保证中继蜂窝用户的通信质量基础上提升了D2 D对的吞吐量.仿真结果表明,CRNG传输方案能够提高D2D用户的数据速率及D2D对的接入率,改善蜂窝系统的服务性能.     

基于NOMA的协作D2D通信方案

在蜂窝网络覆盖下的D2 D通信场景中,D2 D对的距离并不是一个确定的值.为了解决D2 D用户由于距离过大不能建立直接通信链路的问题,提出一种协作传输CRNG方案.使用蜂窝用户作为D2 D对的信息中继,解码并转发D2 D用户的信号.该方案在保证中继蜂窝用户的通信质量基础上提升了D2 D对的吞吐量.仿真结果表明,CRNG传输方案能够提高D2D用户的数据速率及D2D对的接入率,改善蜂窝系统的服务性能.     

基于图着色理论的全双工D2D分簇资源分配方案

全双工通信允许用户同时同频收发信号,将其应用在D2D(Device-to-Device,D2D)通信中虽然可以提高系统吞吐量,但是也带来了更加复杂的干扰关系。为了降低干扰,提升系统吞吐量,本文提出了以簇为单位的资源分配方案。该方案先引入图着色理论为全双工D2D用户进行合理的分簇,然后采用匈牙利算法进行链路资源的分配,从而优化蜂窝系统的性能。仿真结果表明,该方案在提高频谱利用率的同时提升了整个蜂窝网络的系统容量。     

一种联合D2D资源分配的中继选择算法的研究

为提高蜂窝网络中边缘用户的QoS,可在蜂窝网络中引入了D2D辅助中继技术,然而由于D2D链路复用蜂窝资源会与蜂窝链路之间产生同频干扰,为了降低这种干扰,提出了一种联合资源分配的中继选择算法,该算法首先使用一种资源分配策略,使得D2D链路对蜂窝链路产生的干扰最小,然后结合资源分配结果提出了一个中继选择方案,该方案不仅考虑了D2D链路和回程链路的信道质量,而且还同时考虑到了对蜂窝链路的干扰问题。通过仿真验证,本文所提出的算法不仅能有效提升边缘用户吞吐量,同时保证了中心用户的QoS。     

蜂窝与D2D混合网络中干扰协调算法研究

在蜂窝与D2D混合网络中,D2D用户复用蜂窝用户的资源会给混合网络带来不能避免的干扰,这些干扰严重影响了系统性能。文章在资源分配与功率控制研究的基础上,提出一种基于联合资源分配与功率控制的干扰协调方案。资源分配时,首先对用户进行分簇,分簇的结果是使簇与簇间的总干扰最大,然后以最大化系统容量为目标,采用一种迭代分配方案,对已经分好的簇进行资源块的划分。功率控制时,根据预设的干扰门限值,以及D2D用户与蜂窝用户、基站之间的信道增益估计值,对D2D用户进行动态的功率调整。通过仿真验证该算法能够提高混合网络的总吞吐量。     

智能配电网WSNs可靠性保障机会路由算法研究

针对智能配电网无线通信链路质量较差?以致数据传输可靠性不高这一现状,为保障WSNs数据的可靠和实时传输、均衡节点能量消耗,以及延长网络生存周期,提出一种长跳步可靠性保障机会路由算法(Long -hop Reliability Guarantee Opportunity Routing Algorithms, LRGOR ),基于应用期望可靠性、源节点与汇聚节点间距离以及节点无线通信链路质量,优化候选转发节点集的数量,在满足期望可靠性的基础上,有效降低网络能量消耗和候选转发节点协调的复杂性,在候选转发节点集的选择和优先级设置上,综合考虑节点链路质量、节点相对剩余能量,以及节点与汇聚节点间距离,为避免不必要数据的重复传输,采用一种基于候选转发节点优先级顺序的时间ACK转发机制。仿真结果表明,在满足期望可靠性的基础上,本文所提LRGOR 算法有效降低能量消耗,进而延长了网络生存周期。     

基于分簇和Stackelberg博弈的D2D资源分配策略

当前,车辆密集通信场景下存在通信资源利用率低、DUE(D2D user)用户通信质量差等问题。针对上述问题,提出了一种基于分簇和Stackelberg博弈的D2D(device to device)资源分配策略,以解决DUE用户功率分配、信道匹配问题。首先,基于每个信道内DUE用户之间干扰最小原则,该模型对所有DUE用户进行分簇;然后,对于CUE(cellular user)用户与DUE用户簇,构建一对多的Stackelberg主从博弈模型,通过复用链路干扰参数和簇内干扰参数的迭代更新,优化每个DUE用户的发射功率;最后,利用匈牙利算法实现DUE用户簇与CUE用户的最佳信道匹配,最大化DUE用户的容量和。仿真结果表明,与基于价格迭代、等功率分配和高能效干扰约束的几种功率分配算法相比,所提算法能有效提升DUE用户的总容量。     

蜂窝网络中D2D中继通信的信道分配算法研究

D2D(Device-to-Device)通信技术通过复用蜂窝用户的信道资源,可以有效提高系统吞吐量。然而,D2D链路对在复用信道资源时,会导致用户间的同频干扰问题。因此,为解决D2D用户、基站、蜂窝用户三者之间的干扰问题,提出一种基于双距离机制的改进信道分配算法,为D2D对分配合适的信道资源。再根据信道分配结果,为每个D2D对选择合适的空闲用户作为中继,实现D2D中继通信。仿真结果表明,该算法能够有效提高通信系统的吞吐量。     

基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户通信方案

LTE网络采用非正交多址来增强网络容量,采用D2D来提高频谱效率;让D2D用户使用非正交多址技术共享蜂窝用户的频谱资源可以缓解当下频谱资源短缺的问题,但也会在D2D用户和蜂窝用户之间引入干扰。提出了一种基于非正交多址技术（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）的D2D用户和蜂窝用户的共享研究方案,对于蜂窝用户和D2D用户之间的干扰采用SIC技术消除。该方案不仅通过调整用户的传输功率来优化系统的吞吐量,而且提高了边缘用户的性能。仿真结果表明,基于NOMA的D2D用户和蜂窝用户之间的通信方案在性能上优于传统的蜂窝资源分配方案和干扰控制方案。     

超密集网络中子信道和功率分配研究

超密集网络中,严重的小区间干扰制约了终端用户的数据速率,针对该问题,提出一种基于簇优先级的资源分配方案。该方案分为3个步骤:首先,采用基于图论的染色算法为毫微微接入点(Femtocell Access Points,FAPs)分簇;然后,以簇内每个毫微微用户(Femtocell User Equipments,FUEs)的待发送数据量、排队等待时延以及受干扰强度等作为优先级,计算每个簇的优先级,高优先级的簇可最先获得信道增益好的子信道;最后,利用卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker,KKT)条件和注水算法为FUEs分配功率。仿真实验表明该方案能够有效地减小Femtocell间的干扰,并能够极大地满足用户的需求,同时提升系统的吞吐量和频谱效率。     

一种基于物理-社交感知和支付激励的D2D多播内容共享策略

面向大规模用户的多媒体业务尤其是在线视频业务正呈现爆炸式发展的态势,D2D(Device-to-Device)多播内容共享技术被认为是一种可以有效应对大规模用户海量数据分发的关键技术。但目前关于D2D多播内容共享的研究多集中在如何提高系统的能量有效性上,对于系统数据速率和的研究不多,而系统数据速率和是反映系统能否高效分发内容的一个重要指标。为了建立一个贴近实际场景的用户模型并实现高效内容分发以减轻基站负担并提高资源(频谱和能量)利用效率,文中提出一种基于物理-社交感知和支付激励的D2D多播内容共享策略。首先,根据实际场景的限制对D2D多播通信进行建模,把模型的应用场景扩大到人流集中的高速内容共享的“热点”地区和不利于基站直接传输数据(如抗震救灾时)的大规模搜救行动的“盲点”地区。随后,以有效降低基站负载和应对海量数据分发为目标,提出以多约束条件下系统等效数据速率和为目标函数的优化问题,通过引入支付机制激励用户作为簇头为其他用户提供共享内容,通过引入基于兴趣相似度的社交关系来提高资源利用效率并降低用户支付代价。最后,提出簇头选择-簇形成算法来求解上述问题。在簇头选择算法中,在考虑用户数据速率阈值限制的同时,引入基于用户兴趣相似度的社交关系;在簇形成算法中,采用了一种增益定义与“联盟”内涵高度契合的集中控制式的联盟形成博弈模型。仿真结果表明,与相关同类策略相比,所提策略在等效数据速率和与实际数据速率和两项指标上的性能得到了显著提高,同时证明了该策略适合大规模用户的网络。     

异构蜂窝网络中联合功率控制的终端直通通信资源分配

针对异构蜂窝网络中终端直通（D2D）用户和小蜂窝用户复用宏蜂窝用户资源产生的干扰问题,提出一种联合功率控制的资源分配方案。首先,在满足用户信号干扰噪声比（SINR）和发射功率约束条件的前提下,根据系统干扰模型推导出每个D2D用户和小蜂窝用户复用宏蜂窝用户信道资源时的最优发射功率;其次,将用户的信道选择规划成用户和信道之间的双边匹配问题,采用延迟接受（Gale-Shapley）算法得到一个稳定的匹配解;最后,以所得的匹配解为初始条件,通过交换搜索算法进一步优化分配方案。仿真结果表明,该方案的系统总容量和能量效率分别是最优解的93.62%和92.14%,与随机资源分配方案、无功率控制和交换搜索的分配方案,以及有功率控制无交换搜索的分配方案相比,系统容量平均增幅分别为48.29%、15.97%和4.8%,系统能量效率平均增幅分别为62.72%、44.48%和4.45%。该方案能够达到近似最优的系统总容量,有效提高频率利用率和能量效率。     

异构蜂窝网络中功率和资源分配博弈算法研究

基于D2D和中继异构蜂窝网络进行资源复用可获得系统性能增益,但同时也使得网络中的干扰更加复杂。针对该问题,提出功率和资源分配博弈（PRAG）算法,通过功率控制和资源分配对D2D和中继异构蜂窝网络进行干扰协调。基于代价参数设定D2D和中继链路效用函数,确定最佳发射功率。在此基础上,将生成的效用值矩阵参与博弈,选择合适的蜂窝用户进行资源复用。仿真结果表明,与等功率分配随机（EPAR）算法相比,PRAG算法能够在消耗更少功率的基础上获得更大的系统吞吐量。     

5G全双工D2D通信系统中的最优功率控制方案

作为5G的关键技术,设备直通技术(Device-to-Device Communication,D2D通信)和全双工可以提升5G系统的频谱效益和吞吐量,两者结合可以进一步提升性能增益。但是全双工节点的自干扰和资源复用产生的同频干扰会很大程度影响系统的性能。基于此提出了功率控制方案,通过凸规划的拉格朗日对偶方法得到最优的发射功率,来最大化全双工D2D的链路速率并同时满足蜂窝用户的服务质量(quality-of-service,QoS)需求。通过仿真,观察了相比于半双工D2D,全双工D2D的增益随着蜂窝用户的需求和自干扰消除量变化的影响,并且对比了全双工D2D复用不同数目信道时的性能。     

基于多对一Gale-Shapley算法的D2D通信资源分配

针对D2D通信复用异构蜂窝网络上行信道产生的干扰问题和频谱资源优化问题进行研究,提出一种基于多对一Gale-Shapley算法的D2D通信资源分配方案。本方案允许多个D2D用户共享一个蜂窝用户信道资源,通过设置信干噪比（SINR）门限保证用户的通信服务质量（QOS）。根据信道分配情况,构建D2D用户和信道的偏好列表,最大化系统总容量。仿真结果表明,该方案收敛较快,复杂度较低,能够有效保证用户的通信服务质量,系统总容量接近最优解。本研究为实现D2D用户和蜂窝用户的频谱资源共享,提高频谱利用率提供了一种有效方案。     

Modeling RPS and Evaluating Video Repair With VQM

Reference picture selection (RPS) is a promising repair technique in lossy networks for delay-sensitive video, whereby the video encoder uses one of several previous frames as a reference frame for predictive encoding. RPS can operate in two different modes: an optimistic policy that uses negative acknowledgements (NACKs) and a more conservative policy that relies upon positive acknowledgements (ACKs). This paper compares RPS NACK and RPS ACK under various network conditions and video contents using two analytical models. The two models characterize RPS NACK and RPS ACK by incorporating the impact of reference distance on video quality, prediction dependency among video frames and Group of Pictures (GOP) length. Given packet-loss rate, round-trip time and capacity constraints, the models predict average video quality for videos with RPS ACK and RPS NACK using the Video Quality Metric (VQM). Using these two models, a series of experiments are conducted to investigate RPS performance under various conditions. The insights derived from our models can help determine appropriate choices for RPS NACK and RPS ACK under various network conditions and video contents.