LTE-A中網(wǎng)絡(luò)控制的D2D通信技術(shù)的研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來與智能終端設(shè)備的普及,未來移動通信將呈現(xiàn)兩個特點(diǎn),首先是通信需求與業(yè)務(wù)量日益增大,傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載能力與頻譜資源的供給受到考驗(yàn);其次是本地化與近距離通信應(yīng)用不斷產(chǎn)生,傳統(tǒng)蜂窩通信方式對于這種通信業(yè)務(wù)來說效率很低。終端直通(D2D,Device-to-Device)是一種新型的設(shè)備到設(shè)備的通信技術(shù),它以正交或復(fù)用方式共享蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源,將通信設(shè)備之間的數(shù)據(jù)路徑從接入網(wǎng)、核心網(wǎng)移至直通鏈路上來,不僅可以較好地服

2、務(wù)于近距離通信業(yè)務(wù),還可以減輕基站的負(fù)載,并提高頻譜利用效率。本文針對LTE-A系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)控制的D2D通信技術(shù)展開研究,首先介紹了LTE-A中D2D通信技術(shù)的相關(guān)背景知識,緊接著對D2D通信的無線資源共享方式與干擾問題進(jìn)行了分析,然后重點(diǎn)針對正交方式下D2D通信的無線資源管理和復(fù)用方式下D2D通信的干擾控制與協(xié)調(diào)這兩個問題,提出了相應(yīng)的解決方案。
　　在正交方式下的D2D通信無線資源管理方案的研究中,本文主要考慮D2D通信與蜂窩通

3、信之間如何動態(tài)分配資源。首先,單獨(dú)考慮D2D通信,解決 D2D鏈路間資源復(fù)用的問題。本文提出對D2D鏈路進(jìn)行合理分組,使得每組D2D鏈路即使占用相同的頻譜資源,也不產(chǎn)生有效干擾。通過基于貪心思想的分組算法,使得網(wǎng)絡(luò)中D2D鏈路的分組數(shù)盡可能少,從而最大化D2D通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用效率。然后,在D2D鏈路分組的基礎(chǔ)上,本文綜合考慮D2D通信與蜂窩通信,解決分配多少頻譜資源給D2D通信資源調(diào)度池的問題。根據(jù)D2D鏈路與蜂窩鏈路帶來的吞吐率增益

4、,本文建立了基于正交資源分配、以最大化系統(tǒng)吞吐率為目標(biāo)的最優(yōu)化模型,并提出了一種分布式求解機(jī)制來逐步優(yōu)化分配結(jié)果。最后,本文引入了針對D2D通信與蜂窩通信的動態(tài)資源分配方案,仿真結(jié)果與分析證明了該方案能夠逐步優(yōu)化資源分配比例,提高系統(tǒng)的頻譜利用效率,并對動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)具有良好的適應(yīng)性。
　　在復(fù)用方式下的D2D通信干擾控制與協(xié)調(diào)機(jī)制的研究中,本文考慮如何協(xié)調(diào)D2D通信鏈路在復(fù)用蜂窩通信上行鏈路資源時(shí)產(chǎn)生的相互干擾,在保證正常的蜂窩

5、通信的前提下,改善網(wǎng)絡(luò)中可靠的D2D通信鏈路數(shù)。首先,本文基于D2D通信鏈路與蜂窩通信鏈路之間的資源復(fù)用,建立了以最大化系統(tǒng)中可靠的D2D通信鏈路數(shù)為目標(biāo)的最優(yōu)化模型,并提出了基于匈牙利算法的資源分配最優(yōu)解決方案,同時(shí)對D2D通信的功率進(jìn)行控制,最大化D2D通信鏈路與蜂窩通信鏈路的和速率。然后,基于最優(yōu)化問題的求解過程,本文給出了相應(yīng)的干擾控制與協(xié)調(diào)機(jī)制,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的信令交互流程,有效地將干擾協(xié)調(diào)機(jī)制融入到實(shí)際LTE-A系統(tǒng)下D2D通