833 浏览D2D通信系统中功率控制算法的研究
摘要：随着现代移动通信技术的快速发展,各种通信技术随之而生,从而进入了信息科技时代,但与之而来的是有限的资源所面临的挑战。为解决通信过程中设备对大量频谱资源的需求,终端直连技术（Device-to-Device,D2D）逐渐成为研究热点技术,其主要是在实现通信时不需要基站进行转发信息即可实现通信,此技术可以很好的提高邻近用户通信速度及其频谱利用率。本文的主要内容是D2D通信系统中功率控制算法的研究,在能够保证蜂窝用户正常通信的同时,将D2D通信技术接入到蜂窝通信网络,选取上行链路通信方式,由于通信系统中基站位置相对稳定,在进行上行链路通信时的干扰对象也主要为基站,所以可采用功率控制方法对其进行调整优化,以减少干扰。但若复用下行链路通信,其主要对通信用户接收端产生干扰,又因为用户接收端通常为移动端,位置相对不稳定,因此很难对其进行功率控制,所以本文主要采用位置相对稳定且容易进行功率控制的上行链路复用资源,且本文采用一对多和多对多两种分配方式,进而提出两种功率控制方案。1、针对在单蜂窝小区通信中存在一对D2D用户复用多对蜂窝用户的情况,采用一对多的通信方式,提出了改进的双因子联合功率控制方案。该方案采用联合功率控制方法,根据用户及基站的距离关系计算路径损耗,引入动态功率补偿参数,进而分析用户的功率,从而能够降低了通信系统的同频干扰问题,提高了系统的吞吐量及信噪比。2、针对在单蜂窝小区通信中存在多对D2D用户复用多对蜂窝用户的情况,提出了非合作博弈的D2D联合功率控制和资源分配算法。该方案在通信系统中引入代价因子,确定效用函数,通过对D2D通信链路的功率控制,结合资源分配算法,得到参与博弈的D2D用户最优的响应函数,本文并对博弈中的均衡性进行分析,确定了纳什均衡的存在性与唯一性,证明该模型选择的策略可以达到稳定。在保证通信质量的前提下,系统选择具有更高的公平性,降低系统延迟。仿真结果表明,本文对一对多以及多对多的通信方式下提出的两种功率控制方案,可以在保障系统通信质量的前提下,提高系统的吞吐量和信噪比,提升系统公平性并改善系统的性能。
关键词：蜂窝网络;D2D通信
文章目录
摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文研究内容及章节安排
1.3.1 研究内容
1.3.2 章节安排
第二章 D2D通信技术相关理论
2.1 D2D通信技术
2.1.1 D2D通信干扰分析
2.1.2 D2D通信的应用
2.2 D2D通信会话建立过程
2.2.1 D2D通信的设备发现
2.2.2 D2D通信的会话建立
2.3 D2D通信的关键技术
2.3.1 模式选择
2.3.2 资源分配
2.3.3 功率控制
2.4 博弈论相关简介
2.4.1 博弈论基本概念
2.4.2 博弈论分类
2.4.3 博弈论在功率控制中的应用
2.5 本章小结
第三章 基于双因子功率补偿的D2D联合功率控制算法研究
3.1 引言
3.2 系统模型与问题描述
3.2.1 系统模型
3.2.2 问题描述
3.3 功率控制算法的方案改进
3.3.1 D2D开环功率控制方案
3.3.2 D2D闭环功率控制
3.3.3 基于联合功率控制算法的改进方案
3.4 仿真结果分析
3.4.1 小区用户SINR
3.4.2 小区用户吞吐量
3.5 本章小结
第四章 基于非合作博弈的D2D功率控制与资源分配算法
4.1 引言
4.2 系统模型及数学分析
4.2.1 系统模型
4.2.2 数学模型
4.3 基于非合作博弈的D2D功率控制与资源分配
4.3.1 效用函数设计
4.3.2 改进的功率控制方案
4.4 仿真结果分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
[1]基于QoS保障的蜂窝-D2D系统功率控制算法[J]. 桑健,周婷,金彦亮. 工业控制计算机. 2021(06)
[2]5G蜂窝网络覆盖下的D2D通信技术概述[J]. 陈雨洁. 电脑知识与技术. 2020(29)
[3]基于补偿因子的D2D通信自适应联合功率控制算法[J]. 翟旭平,龚磊,张男. 应用科学学报. 2019(01)
[4]5G网络D2D通信模式与资源分配算法[J]. 杨武军,李超群,张继荣. 西安邮电大学学报. 2017(04)
