IMT-2020系统下D2D通信能量效率研究

摘要

近年来，随着移动互联网和物联网的飞速发展，数据流量急剧增长，越来越多的设备接入通信网络，当前的蜂窝网络需要引入新的技术来满足用户的体验需求。Device-to-Device(D2D)通信技术是蜂窝网络下一种增强型的通信技术，它允许一定距离内的两个终端直接进行数据通信，不需要经过基站的中转。D2D通信能够有效的提高频谱利用率，减轻基站负荷，降低时延和终端发射功率，因此，受到了人们的广泛关注。
　　在蜂窝网络中引入D2D通信会带来干扰，需要进行干扰管理，常用的干扰管理方式有资源分配和功率控制，在之前的研究中，多是以吞吐量的提升作为资源分配和功率控制的目标。出于绿色通信的考虑和电池技术的限制，本文将能量效率的改善作为研究目标，研究了D2D通信的能量效率问题。
　　本文的主要内容是研究了两种资源分配方式下的能量效率问题。在集中式资源分配方案中，考虑单小区多用户的场景，给出了D2D链路复用多条蜂窝链路资源的能量效率表达式，引入子信道分配变量决定D2D通信的资源分配，用松弛算法求解D2D链路能量效率最大化的问题，得出最佳的子信道分配变量和发射功率，并由基站广播给小区内的用户。在分布式资源分配方案中，将资源分配问题建模为重叠联盟形成博弈，通过联盟形成算法构建联盟，每个联盟内的用户复用同一频谱资源。然后将每个联盟的功率控制问题建模为非合作博弈，证明其纳什均衡的存在性，用纳什均衡处的发射功率取代初始的最大发射功率，提升用户的能量效率。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

缩略词

第一章 绪论

1.1 研究的背景及意义

1.2 主要研究内容

1.3 论文结构安排

第二章 IMT-2020系统下的D2D通信

2.1 IMT-2020系统简介

2.2 D2D通信技术概述

2.3 D2D通信能量效率优化方案分析

2.4 本章小结

第三章 基于集中式资源分配的能量效率研究

3.1 系统模型

3.2 算法设计

3.3 仿真及分析

3.4 本章小结

第四章 基于分布式资源分配的能量效率研究

4.1 重叠联盟博弈介绍

4.2 系统模型

4.3 算法设计

4.4 仿真和分析

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 论文总结

5.2 研究展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢