基于隨機(jī)Petri網(wǎng)的設(shè)備到設(shè)備通信性能分析.pdf

1、設(shè)備到設(shè)備(Device-to-Device，D2D)通信是指不經(jīng)過(guò)基站而進(jìn)行通信的一項(xiàng)技術(shù)，藍(lán)牙和WiFi-Direct是兩種最廣為人知的D2D技術(shù)。將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)中可以使距離較近的設(shè)備直接進(jìn)行通信，從而提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量、節(jié)省通信資源，同時(shí)可以加快一些增值業(yè)務(wù)中的設(shè)備發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
　　將D2D技術(shù)應(yīng)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)也會(huì)給蜂窩網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)額外的干擾，包括D2D鏈路間以及D2D鏈路與蜂窩鏈路間的相互干擾。這就需要蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供相

2、應(yīng)的干擾協(xié)調(diào)和無(wú)線資源管理，從而優(yōu)化通信性能。
　　早期對(duì)D2D無(wú)線資源管理算法優(yōu)化的研究工作大都基于靜態(tài)干擾模型，即假設(shè)D2D鏈路和蜂窩網(wǎng)絡(luò)鏈路都處于無(wú)限積壓業(yè)務(wù)狀態(tài)，使用相同資源的鏈路之間一直存在干擾。本文基于動(dòng)態(tài)干擾模型對(duì)D2D通信系統(tǒng)性能進(jìn)行研究，假設(shè)各鏈路隊(duì)列中的業(yè)務(wù)數(shù)量是有限的，使用相同資源的鏈路之間僅在同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)相互干擾。
　　本文基于動(dòng)態(tài)干擾模型，并考慮無(wú)線信道的快衰落影響，對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備到設(shè)備通信機(jī)制

3、在正交資源分配、完全復(fù)用資源分配以及部分復(fù)用資源分配方式下的平均性能進(jìn)行研究。文章分析了三種資源分配方式下各鏈路的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，并通過(guò)確定與隨機(jī)Petri網(wǎng)(Deterministic and Stochastic Petri Net，DSPN)建立相應(yīng)的有限狀態(tài)馬爾可夫信道模型和排隊(duì)模型，用于描述排隊(duì)系統(tǒng)的服務(wù)過(guò)程和資源分配過(guò)程。以鏈路接收端的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)或信干噪比(Signal to

4、Interference plus Noise Ratio，SINR)衡量鏈路信道狀態(tài)，并將鏈路的信道狀態(tài)和隊(duì)列長(zhǎng)度結(jié)合起來(lái)表示該鏈路的系統(tǒng)狀態(tài)。引入嵌入式馬爾可夫鏈描述鏈路的系統(tǒng)狀態(tài)，從而使得上述的DSPN模型具備馬爾可夫性。再根據(jù)馬爾可夫過(guò)程的平衡方程求出各狀態(tài)的穩(wěn)態(tài)概率，根據(jù)穩(wěn)態(tài)概率展開(kāi)系統(tǒng)性能分析。
　　由于馬爾可夫過(guò)程的狀態(tài)空間會(huì)隨著用戶數(shù)的增加呈指數(shù)增長(zhǎng)，本文采用模型分解的方法將DSPN模型分為多個(gè)子模型，每個(gè)子模型表