一种基于蜂窝网络的D2D通信资源分配算法

设备直连（Device-to-device,D2D）通信用户通过复用蜂窝用户的频谱资源可提高频谱利用率和系统的整体通信容量,但复用蜂窝网络频谱资源会带来严重的干扰,影响整体通信质量。针对干扰问题,本文通过建立通信系统模型,研究系统的线性规划问题以及相应的最佳资源分配算法。考虑到最佳算法复杂度较高,本文提出一种启发式算法来分配通信资源,通过遍历D2D对用户与蜂窝用户之间的干扰矩阵找到最小干扰值,分配复用资源给相应的蜂窝用户和D2D对用户。在蜂窝用户都分配到通信资源之后,对D2D对用户进行专用通信资源分配。仿真结果表明,该算法在降低算法复杂度的基础上显著地减小了D2D对用户对蜂窝用户的干扰,能够最大程度地增加D2D对用户的数量。     

D2D异构网络资源分配算法

为解决基于能量收集的D2D(设备到设备)异构网络的资源分配问题,提升D2D链路的平均能量效率,提出一种高效的资源分配方法。基于系统模型分析,提出非凸的混合整数非线性约束优化问题;将非凸优化问题等效转化为凸优化问题,运用Karush-Kuhn-Tucker条件进行最优求解;提出一种结合能量收集时隙分配、资源块和功率分配的迭代算法,通过仿真分析验证所提方法的有效性。实验结果表明,所提方法能够在保证能量收集约束和蜂窝用户设备服务质量的情况下,最大限度地提高所有D2D链路的平均能量效率,与其它几种方法相比,所提方法在不同的网络参数设置下均能实现更高的能量效率。     

超密集网络中基于干扰协调的资源分配算法

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,该文提出一种基于干扰协调的资源分配方案。该方案分为两个模块：第一模块基于毫微微接入点(Femtocell Access Points, FAPs)间的干扰程度,将干扰强的FAPs分到同一簇内,同簇内的FAPs共享频带资源,通过FAPs间的协作使不同簇之间实现频谱的复用;第二模块基于最大功率和最低速率的公平性准则进行最优功率分配,动态分配资源。仿真结果表明,该算法在超密集网络场景下能够有效控制FAPs间的干扰,最大化系统吞吐量。     

D2D网络中具有动态配额的资源分配算法

当无线网络中存在大量设备到设备(D2D)用户时,为合理地进行资源分配,提出一种基于稳定匹配的资源分配算法。在保证蜂窝用户服务质量的前提下,D2D用户可以动态地复用网络资源块,从而提高频谱利用率。仿真结果表明,与静态匹配算法相比,该算法接近于最优方案,同时降低了计算复杂度。     

一种基于价格竞争的D2D通信资源分配算法

针对蜂窝用户与D2D用户所构成的混合网络系统中同频干扰问题,提出一种基于价格竞争的D2D通信资源分配算法.该算法不仅考虑利用基站定价来减小对蜂窝系统的干扰,而且联合基站端的干扰容限对干扰功率进行约束.首先将问题公式化制定非合作博弈过程,利用效用函数模型分析D2D用户的利润和对蜂窝基站的干扰,从而调整发射功率最大化系统整体收益;然后通过通信的D2D用户来更新干扰继而更新复用价格;最后采用注水算法利用拉格朗日条件来优化价格.仿真表明,该算法不仅可以简单地控制干扰功率,而且还有效地提高了系统吞吐量.     

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。     

密集D2D网络中提升接入率的资源分配研究

在蜂窝网络中引入D2D通信可以增大系统吞吐量,提升资源利用率,减小终端功耗。传统资源分配算法只解决稀疏D2D网络中资源分配的问题,如何以有限的频谱资源将所有设备用接入网络是目前急需解决的问题。提出一种高接入率的资源分配算法,在基站的控制下为每条蜂窝信道选取满足接入条件的最优D2D链路接入。仿真验证表明,该算法有效提高了混合网络中D2D链路的接入率,同时有效增加了每条蜂窝信道的复用增益。     

干扰车载网络中增强连通性的资源分配算法

随着车载网络中各种业务的飞速增长,网络密集程度不断增加,因此,愈发严重的干扰问题对网络的连通性构成了很大的挑战。已有研究中网络的连通性仅由信号强度或车辆之间的距离确定,而没有考虑资源分配引起的干扰对网络连通性的影响。针对这个问题,为了表征网络中资源与干扰对连通性的影响,使用图论对网络连通性进行了建模,定义了与资源分配相关的连通性度量指标;利用染色理论对能够保证网络连通性的所需资源数目的最小值进行了分析;提出了一种基于最小生成树的资源分配算法,以改善网络的连通性。仿真结果证实了相比其他算法,该算法能够提高车载网络的连通性。     

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。     

D2 D异构网络节能模式选择和资源分配

为合理分配蜂窝网络的频谱资源,提升蜂窝网络能源效率,降低用户间的干扰,提出一种基于深度强化学习的设备到设备(D2D)异构网络节能模式选择和资源分配方法。构建系统模型并对节能模式选择和资源分配进行优化;将优化问题转化为马尔可夫决策过程(MDP),采用深度确定性策略梯度算法(DDPG)找到最优问题的最优策略,实现最大化长期能效。通过仿真分析与其它4种方法进行性能对比,实验结果表明,所提方法在D2D异构网络中具有更高的能源效率,表现出更好的收敛性,可有效提升系统吞吐量和频谱资源利用率。     

基于图着色理论的最大效用频谱分配算法

研究基于图着色理论的频谱分配算法,提出一种改进的最大效用频谱分配算法。该算法生成类似于ISAA算法的用户效用矩阵和相应的干扰矩阵,选择最大效用用户或干扰值为0的用户进行频谱分配。仿真结果表明,该算法能有效减少频谱分配的时间开销,提高频谱的使用效率,最大化认知无线电系统的总效用。     

基于LTE-V车辆密集场景的车联网资源分配算法

LTE-V可以为车辆提供可靠、高效的通信能力.在LTE-V中,车辆用户(VehicleUserEquipment,VUE)有集中式(Mode 3)和分布式(Mode 4)两种通信模式.针对密集场景中两种模式由于VUE数目过多产生的数据包碰撞问题,本文依据通信时延、距离等指标对车联网应用进行划分,提出一种车辆自主调度算法...     

基于烟花算法的D2D资源分配方案

D2D（Device-to-Device）通信通过复用蜂窝用户的频谱资源来提升系统频谱资源的利用率，并提高系统吞吐量，但同时也为系统带来了严重的同频干扰。为了应对复杂的干扰问题，并在保证资源分配公平性的情况下尽可能提高系统吞吐量，提出一种基于烟花算法的D2D资源分配方案，以最大化系统的加权和速率为目标，将资源分配矩阵抽象为烟花，通过爆炸、变异、选择等过程求出最终的匹配矩阵。仿真结果表明，所提方案能够有效提高系统的吞吐量和资源分配的公平性。     

基于改进遗传算法的D2D资源分配策略

针对D2D（Device to device, D2D）通信技术在蜂窝系统中的资源分配与干扰问题,提出一种基于改进遗传算法的D2D资源分配策略。首先,确定保证蜂窝用户和D2D用户通信质量的功率范围,然后提出一种改进的遗传算法来确定D2D的最佳发射功率,最大化系统吞吐量。该算法在保证蜂窝系统服务质量（Quality-of-service, QoS）的同时,让交叉算子和变异算子随进化代数进行自适应变化,从而达到全局最优。仿真结果表明,本文所提算法可有效提升系统吞吐量并提高D2D用户的信道利用率。     

基于HAGA的D2D-NOMA资源分配优化算法

针对无线系统带宽资源有限、基站负载压力大、传输时延长等问题,提出一种基于非正交多址接入技术的D2D系统吞吐量最大化资源分配算法。在不同用户的服务质量约束条件下,建立D2D系统吞吐量最大化资源分配模型。该模型的优化目标是一个混合整数非线性规划问题,将其解耦为信道匹配与功率分配2个子问题并分别进行处理,利用自适应惩罚函数法处理约束条件并提出一种基于爬山策略的自适应遗传算法以对问题进行求解。仿真结果表明,与GA、AGA算法相比,该算法能够有效提高D2D系统的吞吐量,且收敛性能更好。     

基于网络图的资源分配问题的算法研究及实现

图论是应用十分广泛的运筹学分支，用网络图来解决资源分配的问题不仅可以简化求解过程而且丰富了求解方法。在深入分析Dikstra算法的基础上，实现了基于网络图的资源分配问题的求解和图形表示，     

基于超完美图着色的存储分配算法

为了提高性能,一些应用需要在编译时对主存进行针对性的管理.提出了基于超完美图的主存分配方法,其基本思想是通过生命周期分割将一般的相干图转换为超完美图,从而可以使用已有的线性时间的区间着色算法完成主存的分配.分别基于自底向上的积极生命周期分割策略和自顶向下的被动生命周期分割策略,实现了两个分配算法.初步评测表明,我们的分配算法是有效的编译时管理主存手段.     

D2D通信中基于信噪比均衡的资源分配算法

针对蜂窝系统中D2D通信和蜂窝通信模式下的资源共享问题,提出一种基于信噪比均衡的资源分配算法。在优化所有用户接收干扰功率和均衡所有用户信噪比的基础上,建立以最大化系统总吞吐量为目标的凸优化问题。利用拉格朗日乘数法求解凸优化问题,得到闭式解。仿真结果表明,该算法能提高D2D链路与蜂窝链路的信噪比及系统总吞吐量。     

基于网络图的资源分配问题的算法研究及实现

图论是应用十分广泛的运筹学分支,用网络图来解决资源分配的问题不仅可以简化求解过程而且丰富了求解方法。在深入分析Dijkstra算法的基础上,实现了基于网络图的资源分配问题的求解和图形表示。