在蜂窝网中应用D2D通信技术研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目在蜂窝网中应用D2D通信技术研究学科专业通信与信息系统学号201121260145作者姓名张建昌指导教师熊文汇副教授分类号密级注1UDC学位论文在蜂窝网中应用D2D通信技术研究（题名和副题名）张建昌（作者姓名）指导教师熊文汇副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2014.5.12论文答辩日期2014.5.23学位授予单位和日期电子科技大学2014

2、年6月29日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEACHONAPPLINGDEVICE-TO-DEVICECOMMUNICATIONINCELLULARNETWORKSAMasterDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:ZhangJianchangAdvisor:XiongWenhuiAssociateprofessorSchool:Nat

3、ionalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonCommunications独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的

4、复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要智能手机、平板电脑等移动终端已经成为当今人们的生活必备，移动用户数据业务需求快速增大，但移动网络能够使用的带宽资源是有限的。要解决业务增长与资源受限的矛盾，就要不断发掘新的移动通信技术。其中一种有效的办法是在蜂窝网络中引入D2D（Device-to-Device）通信技术，即在地里位置上距离较近的移动设备可以直接进行通信，而不用

5、遵循传统“设备-基站-设备”的通信模式。本论文主要研究在蜂窝网中应用D2D通信技术，提出一种基于图着色的D2D正交资源分配机制：蜂窝网络分配一个资源池给D2D通信，与原有蜂窝通信相互正交。资源池被分为若干子带资源，通常子带数小于D2D对数，多个D2D对可以复用同一子带资源，应用图论中的图着色理论完成D2D对之间的相互复用。基于图着色的结果，本文提出了一种基于效用的资源分配方法，子带资源大小与使用每一种颜色的D2D对数成正比，即复用同一种颜色的D2D对数越多，分配的资源就越多。考虑到D2D通信的重要特点之一就是通信距离短、节省终端电池消耗，经过资源分配以后，对D2D对

6、进行功率控制。在本文提出的正交资源分配机制下，依据构图方法不同，有三种可能的实现方案：基于接收功率方案：基站预先设定一个接收功率门限值。两个D2D对Prx映射到图G上的点之间的邻接性通过如下过程判断：D2D发送探测信号，i若D2D接收到的探测信号功率大于，则基站认为当前D2D对D2DjPrxij干扰较大，图G中代表D2D和D2D的两点邻接；反之，D2D与D2D不ijij邻接。基于SIR方案：基本思想是预先设定一个SIR门限值，首先假定所有SIRD2D对都复用相同的资源。对于任意一个D2D，依照其余D2D对用户对iD2D的干扰从强到弱的顺序不断剔除干扰项，直

7、到SIRi()为止，所iSIR有剔除项所对应的D2D对与D2D互干扰较强，在图G中连通。i基于效用方案：基于效用构图方案是一种遍历方案，可用最大颜色数为N，实际使用颜色数可以是从1到N，一共有N种可能。然后，每一次遍历循环都进行构图、着色和资源分配，并计算和效用。遍历N种可能的构图着色方案，找出使得系统和效用最大的一种方案。上述三种方案经过Matlab仿真，综合SINR、功效比以及算法复杂度性能分析得出结论：基于接收功率方案是最佳正交资源分配方案。I摘要最后为了验证本文提出的正交资源分配机制的有效性，给出一种复用模式方案，并通过仿真性能、信令开销等方面综合