lte-a系统中d2d资源分配算法的研究

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1、分类号TN929.5密级公开UDC621.39学位论文编号D-10617-30852-(2016)-01049重庆邮电大学硕士学位论文中文题目LTE-A系统中D2D资源分配算法的研究英文题目ResearchonResourceAllocationAlgorithmforD2DCommunicationUnderlayingLTE-ASystem学号S130131062姓名卢彦博学位类别工程硕士学科专业电子与通信工程指导教师文凯正高级工程师完成日期2016年6月8日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着移动通信技术的不

2、断发展，多媒体业务需求的急剧增长，传输速率的不足和频谱资源的稀缺成为目前移动通信领域面临的主要挑战。为此，高级的长期演进技术(LTE-A)系统引入了终端直通技术(D2D)。D2D通信技术的引入，特别是和多播技术结合后，不仅能够提高整个系统的吞吐量和频谱利用率，而且还能极大地改善边缘用户的服务质量。但是D2D通信技术的引入也会给蜂窝系统带来一定的干扰。为了降低干扰，提升系统性能，如何进行资源分配成为研究的重点。通过分析现有的D2D通信文献发现，多数D2D资源分配算法没有考虑蜂窝与D2D混合网络系统公平性的问题。为此，

3、本文研究了一种提升系统公平性的方案。首先，为了降低资源分配算法的复杂度和干扰强度，引入了D2D通信限制区域和D2D用户限制复用蜂窝用户资源区域的概念；其次，为了保证蜂窝系统服务质量(QoS)需求并提升系统性能，提出一种提升蜂窝系统公平性的资源分配算法；最后，使用非线性规划问题中的乘子法来确定D2D用户和蜂窝用户的最佳发射功率。仿真结果表明所提算法与已有方案相比能够显著提升系统的吞吐量和公平性。为了更大程度地利用系统的频谱资源，本文对LTE-A系统中D2D多播资源分配问题进行了研究。考虑到当前文献对D2D多播分簇算法

4、研究较少，本文提出了一种低复杂度的D2D多播分簇算法，以达到进一步提升系统性能的目的。针对现有D2D多播资源分配算法的不足，本文提出了一种基于图论的D2D多播资源分配算法。该算法共分两步完成：首先，使用图论中的着色算法把D2D多播簇划分为若干D2D多播簇集合，同一D2D多播簇集合中的D2D多播簇复用相同的蜂窝用户资源；其次，使用图论中的最优匹配算法为D2D多播簇集合选择合适的蜂窝用户。仿真结果表明，文章所提的D2D多播分簇算法能够有效提高NACK用户的被服务率和小区吞吐量，文章所提的D2D多播资源分配算法能够显著提

5、高小区平均频谱效率和D2D多播用户的被服务率。关键词：资源分配，公平性，D2D多播，D2D，QoSI重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththedevelopmentofmobilecommunicationandthegrowthofmultimediaservices,thelackoftransmissionrateandspectrumresourceshavealreadybecomeabigchallenge.Inordertoalleviatetheproblems,Devi

6、ce-to-DeviceCommunicationwasintroducedtotheLTE-Asystem.Itcannotonlyincreasethethroughputandspectrumefficiency,butalsogreatlyimprovetheserviceofcell-edgeusers,especiallycombiningwithMBMS.Howeveritalsocanbringalotofinterferences.Inordertoreducetheinterference,mo

7、reattentionshouldbepaidtoD2Dresourceallocationalgorithms.Throughtheresearch,itisfoundthatmostD2Dresourceallocationalgorithmspaynoattentiontothefairnessofthesystem.Tothisend,aresourceallocationalgorithmisproposedtoimprovethefairnessofthesystem.Firstly,inorderto

8、reducethecomplexityofresourceallocationalgorithmandinterferenceboth,thisthesisputforwardtheD2Dcommunicationrestrictedareaandcellularuserresourcesarelimitedreusearea.Secondly,aD2Dre