面向imt-a的d2d系统通信机制优化的研究

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1、劣参未交万方数据硕士学位论文面向IMT-A的D2D系统通信机制优化的研究ResearchofD2DSystemCommunicationMechanismOptimizationforIMT-A作者：薄晓宁导师：徐少毅北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书．；ylli)1)l；JJJi))1711)iiS3)1]JJ4i)i]i9J}))))9))ii)i5i)11)i本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或

2、扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：酉晦乎导师魏经少数签字日期：b，4年7月2日签字日期：幻烨年7月2月万方数据学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文面向IMT-A的D2D系统通信机制优化的研究ResearchofD2DSystemCommunicationMechanismOptimizationforIMT-A作者姓名：薄晓宁导师姓名：徐少毅学位类别：工学学科专业：通信与信息系统学号：11120056职称：

3、副教授学位级别：硕士研究方向：无线宽带通信与个人通信北京交通大学2014年6月万方数据致谢本论文的工作是在我的导师徐少毅教授的悉心指导下完成的，徐少毅教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。徐老师高尚的人格、渊博的知识、敏锐的学术洞察力、广阔的视野深深的影响了我，使我在科研领域中取得了长足的进步。在此衷心感谢三年来徐老师对我的关心和指导。黄清教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向黄老师表示衷心的谢意。在实验室工作及撰写论文期间，张秀宁师姐、叶海纳师姐、丁根明师兄、毛丽娜

4、师姐对于我的科研工作提出了许多的宝贵意见，傅天航、宋静川、葛伟涛、秦新涛、夏春梅、姚骏等同学对我的论文的撰写和修改给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。特别感谢我的父母，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。万方数据摘要未来，IMT-Advanced将提供高达100MHz的带宽来实现高速率传输。为了满足IMT-A的要求，许多新的无线接入技术提交给国际电信联盟。其中，由于能够有效提高频谱效率，Device-to—Device作为一项极有前景的技术已经引起人们越来越多的关注。蜂窝模式下的D2D通信可以有效利用通信双方距离较近的

5、优势，增加资源的利用率，改善蜂窝覆盖范围。相对于传统的蜂窝模式，D2D通信需要新的邻居发现方法、模式选择算法和无线资源管理算法来进一步发掘D2D通信的潜在优势。首先，详细的介绍了蜂窝网络下的D2D通信的各项关键技术，对邻居发现的定义、部署场景以及性能指标逐一做了说明。对现有的具有代表性的几类邻居发现算法进行了详细的分析、对比和讨论。对模式选择中几种常见的通信模式进行详细介绍，并分析了蜂窝网络中引入D2D通信后的带来的干扰，主要是D2D以复用方式共享蜂窝资源带来的复杂干扰。其次，介绍了发现场景的新特点及对发现算法的要求，并研究分析了当前的发

6、现算法。针对当前算法中的不足，本文提出了基于OFDM物理层的邻居发现算法，该算法可以同时应用于有基站覆盖时的场景和无基站覆盖时的场景。而在这两种场景下采用相同物理层信道结构，这样做可以使得大大降低终端实现的复杂度。同时，算法采用了灵活的周期设置，使得每个周期的可用资源可以随着系统中的UE数量而变化。最后，为现有的模式选择场景加入了一种全新的场景：D2D中继场景，并详细描述了D2D中继场景的特点和中继选取的准则，最终针对三种不同的场景给出系统总的架构，构造了以系统吞吐量为目标函数的最优化问题，并给出了模式选择和资源分配算法。首先，在不考虑资

7、源复用的情况下，模式选择与资源分配问题被建模为一个混合整数规划问题，通过松弛信道分配参数，问题被转化为一个凸优化问题，二元分解法被用来求解此凸优化问题。其次，为了充分利用空间复用增益，提出了UE配对资源复用算法，通过复用彼此的资源，使得各自的速率得到提升。仿真的结果表明，我们的算法可以有效提高系统的吞吐量。关键词：终端直通技术；设备发现；邻近服务；模式选择万方数据ABSTRACTIMT-AwillofferahighbandwidthuptoIOOMHzforhigherdataratesinthefutureManycandidater

8、adiointerfacetechnologieshavebeensubmittedtotheInternationaJTelecommunicationsUnion(ITLDtoprepar