蜂窝网络中D2D通信的资源分配算法研究

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1、分类号：TP929单位代码：10183研究生学号：2015522028密级：公开蜂窝网络中D2D通信的资源分配算法研究吉林大学硕士学位论文（学术学位）蜂窝网络中D2D通信的资源分配算法研究阎双叶ResearchonResourceAllocationAlgorithmforD2DCommunicationsUnderlayingCellularNetworks作者姓名：阎双叶吉林大学专业：通信与信息系统研究方向：短距离无线通信指导教师：钱志鸿教授培养单位：通信工程学院2018年6月——————————————————

2、———蜂窝网络中D2D通信的资源分配算法研究—————————————————————ResearchonResourceAllocationAlgorithmforD2DCommunicationsUnderlayingCellularNetworks———————————————————————————————————作者姓名：阎双叶专业名称：通信与信息系统指导教师：钱志鸿教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或

3、部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生

4、院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：通信与信息系统论文题目：蜂窝网络中D2D通信的资源分配算法研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学通信工程学院（130012）作者联系电话：189

5、43161366摘要蜂窝网络中D2D通信的资源分配算法研究近年来，通信数据流量的爆炸式增长、海量的设备终端连接及不断涌现的新兴通信服务，为下一代移动网络架构及关键技术提出了更高的要求。为了满足用户多样化的服务需求同时考虑降低运营商的运行成本，Device-to-Device（D2D）通信技术被引入到蜂窝网络中，引起学术界广泛的研究热潮。D2D通信技术允许临近的用户之间不经过基站（BaseStation，BS）中继转发而直接进行数据通信，具有减轻BS负载、提高频谱利用率，降低终端设备能耗并为用户提供多样化的近距离通信服

6、务等优点。目前，D2D通信的研究多依托于5G及物联网，然而现在二者均没有成熟的体系结构，且D2D通信的引入还会为现有的蜂窝网络带来复杂多变的干扰，应通过合理有效的措施进行干扰协调以充分发挥D2D通信的优势。因此，设计合理的D2D通信网络架构与无线资源管理策略都是非常重要的。在综合考虑通信网络架构的发展趋势及D2D通信业务灵活性的基础上，本文设计了一种基于软件定义网络（SoftwareDefinedNetwork，SDN）的D2D通信网络架构，利用网络扁平化和数控分离的思想将通信网络分为三层，分别为控制层、核心层和控制

7、层。在控制层中设置SDN控制器，主要负责对整个网络进行调度控制；本文重点对其中的D2D通信控制器的结构进行了详细的设计和功能的分析；而在接入层中，根据D2D通信所使用的频段、受控方式及通信内容等特点将其划分为九种通信模式，并对其中七种典型的通信模式的信令及数据传输流程进行了设计，为后文的理论研究提供了框架和支撑。现阶段D2D资源分配算法多在全负载或无用户通信的蜂窝小区这两种理想状态下进行研究，针对这种不足，本文提出了一种更切合实际的系统模型，并根据用户的状态将用户细致划分为四种类型，在此基础上提出一种基于服务质量保证

8、的资源分配算法。该算法扩大了D2D用户可用信道的选择范围，打破了D2D用户在通信过程中只能保持在专用模式或复用模式的束缚，有效提高系统的总速率。然而当用户数量较多时，用户的服务质量不再是影响系统总速率的关键因素。因此本文提出一种基于干扰抑制的资源分配算法，在前文所述系统模型下，首先将蜂窝小区进行半负载化，通过牺牲频谱利用率换取系统总速率；其次通