D2D通信中一种基于FFR的动态功率控制方案

工作在underlay方式下的D2D(device-to-device)通信利用资源复用共享蜂窝网络中的资源,在提高频谱资源利用率、降低移动终端功耗的同时,会给已有蜂窝网络带来干扰。在保证D2D用户和蜂窝用户的服务质量的前提下,研究了蜂窝用户和D2D用户的功率控制和资源分配问题。首先引入部分频率复用(FFR)实现蜂窝用户和D2D用户之间的资源划分和复用;然后以系统吞吐量最大化为原则,建立优化目标。结合部分功率控制(FPC)的基本思想,进而提出了一种动态功率控制(DPC)策略。仿真结果表明,所提出的方案能够有效地提高多小区系统的性能。     

蜂窝网络中基于D2D位置的联合模式选择与资源分配方案

蜂窝网络中的D2D(device-to-device,终端直通)技术可以提高频谱资源利用率和用户的吞吐量,然而,D2D通信会对蜂窝用户和其他D2D用户产生干扰,合适的模式选择与资源分配方案就变得相当重要。研究了蜂窝用户和D2D用户的干扰情况,并提出了一种基于D2D位置的联合模式选择与资源分配方案,该方案根据D2D用户在小区中的位置和终端的干扰情况对D2D用户的通信模式和资源的复用方式进行了优化,从而提升系统下行链路的性能。仿真结果表明,相比于已有方案和纯蜂窝方案,采用基于位置的联合模式选择与资源分配方案能得到更高的系统吞吐量。     

毫米波D2D通信上下行链路吞吐量优化方案

5G通信技术中终端直通(D2D通信)的功率分配是近期研究的热点,为了提升系统容量和频谱利用率,将毫米波与D2D通信技术结合,在此技术中,针对28GHz频段上行链路及下行链路蜂窝网络中的D2D资源分配进行了研究,将其系统总吞吐量达到最大化算法进行优化。首先,推导出每个D2D对所对应的准入集,其次,在考虑每个D2D对用户以及蜂窝用户功率控制情况下,分别求出上行链路及下行链路中的吞吐量,最后,在保证D2D对总吞吐量最大化前提下将蜂窝用户信道分配给D2D对。仿真结果表明,所提出的方案可以提高系统的吞吐量。     

D2D通信的联合资源分配和功率控制方法

设备到设备(D2D)通信对未来蜂窝网络是一种很有前途的技术,它可以有效地提高系统的吞吐量和延长用户设备的电池寿命。然而,在蜂窝网络中,D2D通信共享频谱会造成干扰。为消除干扰,充分利用D2D通信的优势,提出了一个联合的频谱资源分配和功率控制(RAPC)方法,该方法能够实现总吞吐量最大化,同时保证D2D用户和蜂窝用户所需的最小速率。提出的资源分配和功率控制的优化问题,通过量子粒子群(QPSO)得到近似优化方案的最优解,其中的量子粒子代表资源分配和功率控制的方法,同时制定惩罚函数删除不可行的方法。仿真结果表明,该方法具有更好的性能、系统吞吐量、功率效率和最小速率比其他方法令人满意。     

蜂窝网络中全双工D2D通信功率控制

在蜂窝网络中,采用全双工传输的设备直通(D2D)通信可以共享蜂窝通信的信道资源,提升频谱利用率和系统吞吐量.针对单对全双工D2D用户复用单个蜂窝用户的上行信道资源时,用户之间会产生同频干扰的问题,提出了一种低复杂度的功率控制算法.该算法在保证全双工D2D用户和蜂窝用户(CU)的服务质量(QoS)的前提下,最大化全双工D2D链路的吞吐量.仿真结果表明,该算法能够提高全双工D2D链路的吞吐量;全双工D2D链路吞吐量取决于蜂窝用户的QoS要求、相对距离以及自干扰消除数量的限制.     

D2D通信中一种资源分配与功率控制结合的方案

以underlay方式工作的D2D(Device-to-Device)通信通过资源共享复用蜂窝网络中的资源,在提高系统资源利用率的同时,对已有蜂窝链路带来了同频干扰。为了减小因无线资源复用带来的干扰,提出了一种资源分配与功率控制相结合的方法。以最小化系统干扰为目的,通过在D2 D链路之间合理地分配资源,保证了蜂窝链路的通信质量;同时动态地调整D2 D链路的发射功率,在保证相应蜂窝链路干扰可控的情况下,合理提高了D2 D链路的通信质量。仿真结果表明,与现有方案相比,所提出的算法能够有效地提高D2 D通信与蜂窝用户共存场景下的系统性能。     

D2D通信中干扰协调算法的研究

D2D(Device-to-Device,终端直通通信)技术是指用户可以直接进行通信而不用经过基站的一种终端直通通信技术,移动蜂窝使用终端直通通信技术能够增加蜂窝系统性能,然而却带来了较多的干扰以及加大了能量损耗.为了达到用户和基站间的相互干扰,增加频谱利用效率和能量利用效率,文章以D2D 用户和速率为优化目标提出了一种联合资源分配和功率控制的方法,用以达到高能效的终端直通通信.仿真结果表明:文章提出的联合信道分配和功率控制方案,能明显减少D2D用户与蜂窝系统受到的干扰,增加蜂窝频谱利用率以及D2D用户和速率.     

一种复用蜂窝网络下行无线资源的D2D通信干扰抑制方法

由于蜂窝通信与D2D通信复用相同的小区下行资源,这两种通信方式之间的小区内干扰不能再被忽略。基站的发射功率要比UE的发射功率高出很多,同时实际的下行系统中,基站也不便对每个用户进行功率控制,因此功率控制干扰抑制方案在下行时的效果并不明显。本文从用户调度的角度出发．提出了一种适用于D2D通信复用蜂窝网络下行资源的干扰抑制方法。该方法充分利用的UE的空间隔离度,减少了两种通信模式之间的干扰,提升了整个蜂窝小区的吞吐量。     

基于用户中断概率的D2D通信干扰协调与资源分配

在LTE系统中引入设备直传(D2D)通信技术,会因为D2D用户复用蜂窝用户资源进行通信而产生同频干扰.在现有的干扰协调与资源分配研究中,都需要基站获取各个通信链路的信道状态信息(CSI),但这样无疑会增加基站的信令负担.为减小干扰与基站的信令负担,提出了一种基于用户中断概率的干扰协调与资源分配算法,首先在保证蜂窝用户正常通信的情况下,通过限制D2D用户到基站间的距离来降低干扰;其次通过遍历所有蜂窝用户的频谱资源,选择能使D2D用户的总中断概率最低的频谱资源进行复用.仿真结果表明,所提算法能够在保证蜂窝用户正常通信的情况下,明显降低D2D用户的平均中断概率,同时还能够降低基站信令负担.     

全负载蜂窝网络下多复用D2D通信功率分配算法研究

针对全负载蜂窝网络中D2D通信的功率分配问题,该文提出了一种基于非合作完全信息博弈纳什均衡解的多复用D2D通信功率分配算法。以优先保证蜂窝用户通信质量与D2D用户接入率为前提,设置D2D通信系统上行链路帧结构,之后建立非合作完全信息博弈系统模型,引入定价机制到功率分配博弈模型中并分析纳什均衡解的存在性与唯一性,最后给出该模型的分布式迭代求解算法。仿真结果表明,随着D2D用户复用数量的增加,该算法在提升系统吞吐量的同时,能有效地控制系统内部干扰,大幅度降低系统总能耗。     

异构网络中基于能效优化的D2D资源分配机制

针对异构网络中D2D通信复用蜂窝用户频谱时存在的频谱分配问题,该文提出一种基于改进离散鸽群优化(PIO)算法的D2D通信资源分配机制。通过设置信干噪比(SINR)门限值来保证用户的通信服务质量(QoS),采用功率控制算法为用户设置发射功率,使用基于运动权值的二进制离散鸽群优化(MWBPIO)算法为D2D用户进行资源分配,并将D2D通信技术与中继技术进行有效结合,为边缘用户建立D2D中继链路,保证边缘用户的通信质量,最大化系统性能目标。仿真结果表明,该方案有效抑制了异构通信系统中引入D2D用户后导致的干扰问题,提高了边缘用户的通信质量和系统的频谱利用率以及系统的能效。     

基于资源分配和功率控制的D2D中继选择

为优化蜂窝用户通信与设备直传(D2D)中继通信共存下的同频干扰问题,满足蜂窝用户容量要求,提出了一种基于能效的联合资源分配和功率控制的D2 D中继选择算法.该算法首先对等效D2 D中继链路进行资源分配,减小算法复杂度的同时使得D2 D链路对蜂窝链路产生的干扰最小;然后以资源分配结果和功率控制算法为依据进行中继选择.该方案不仅考虑了D2 D中继链路的能效问题,而且还同时考虑到了对蜂窝链路的干扰问题.通过仿真验证,所提算法不仅能有效提升D2 D中继链路的能效值,同时降低了对蜂窝用户的干扰.     

D2D通信资源调度研究现状综述

终端直通技术(D2D)是一种终端在基站控制下直接进行通信而不需要基站转发的新型通信技术。D2D引入LTE-A蜂窝系统虽然可以带来吞吐量和频谱效率的提升,但是也会带来很大的干扰。综合近些年来的研究成果,合理的资源调度算法成为降低干扰,提升系统性能的关键。首先,描述了D2D通信技术引入LTE-A蜂窝网络后的系统干扰模型。然后,从模式选择、资源分配和功率控制三个方面综述了目前国内外文献关于资源调度算法的研究成果。     

On selecting transmission mode for D2D transmitter in underlay cellular network with a multi-antenna base station

The Device-to-Device (D2D) communication underlaying cellular networks is considered in this study. The D2D transmitter in the D2D mode can directly transmit messages to a receiver, but it may interfere with the transmission of another cellular user who shares the same uplink channel. The transmitter can also operate in a cellular mode in which no interference to another cellular user occurs. We propose a mode selection scheme that aims to minimize the transmission power of the D2D transmitter subject to constraints on the minimum required data rate and maximum interference to other cellular users. The proposed scheme is based on bounds for transmission power and is less complex than the optimal scheme. Furthermore, it requires only a few statistics and does not need a fading channel distribution. The performance of the scheme is close to optimum when the number of Base Station (BS) antennas is large, and the mean absolute deviation of the fading terms is small. We verify this with numerical results of the Rician and Rayleigh fading channels by assuming that the BS antennas are independent. The simulation results for the two correlated BS antennas are presented herein.     

Resource allocation and dynamic power control for D2D communication underlaying uplink multi-cell networks

Underlaying device-to-device (D2D) communication is suggested as a promising technology for the next generation cellular networks (5G), where users in close proximity can transmit directly to one another bypassing the base station. However, when D2D communications underlay cellular networks, the potential gain from resource sharing is highly determined by how the interference is managed. In order to mitigate the resource reuse interference between D2D user equipment and cellular user equipment in a multi-cell environment, we propose a resource allocation scheme and dynamic power control for D2D communication underlaying uplink cellular network. Specifically, by introducing the fractional frequency reuse (FFR) principle into the multi-cell architecture, we divide the cellular network into inner region and outer region. Combined with resource partition method, we then formulate the optimization problem so as to maximize the total throughput. However, due to the coupled relationship between resource allocation and power control scheme, the optimization problem is NP-hard and combinational. In order to minimize the interference caused by D2D spectrum reuse, we solve the overall throughput optimization problem by dividing the original problem into two sub-problems. We first propose a heuristic resource pairing algorithm based on overall interference minimization. Then with reference to uplink fractional power control (FPC), a dynamic power control method is proposed. By introducing the interference constraint, we use a lower bound of throughput as a cost function and solve the optimal power allocation problem based on dual Lagrangian decomposition method. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm achieves efficient performance compared with existing methods.     

基于信干噪比的D2D通信功率控制与资源分配

为了优化长期演进(LTE)系统引入设备直传(D2D)通信后带来的同频干扰、系统边缘用户性能恶化问题,提出一种基于信干噪比(SINR)的多小区D2D通信资源分配方案,通过调整信干噪比阈值将部分蜂窝用户(CU)转化为D2D用户并释放频谱资源进而获得较佳的资源分配策略,同时提出一种基于小区间D2D竞争机制的配置算法有效降低小区间干扰.仿真表明,算法能够有效提升系统容量,并提升小区边缘D2D用户公平性.     

An efficient resource optimization scheme for D2D communication

With the rapid development of wireless technologies, wireless access networks have entered their Fifth-Generation (5G) system phase. The heterogeneous and complex nature of a 5G system, with its numerous technological scenarios, poses significant challenges to wireless resource management, making radio resource optimization an important aspect of Device-to-Device (D2D) communication in such systems. Cellular D2D communication can improve spectrum efficiency, increase system capacity, and reduce base station communication burdens by sharing authorized cell resources; however, can also cause serious interference. Therefore, research focusing on reducing this interference by optimizing the configuration of shared cellular resources has also grown in importance. This paper proposes a novel algorithm to address the problems of co-channel interference and energy efficiency optimization in a long-term evolution network. The proposed algorithm uses the fuzzy clustering method, which employs minimum outage probability to divide D2D users into several groups in order to improve system throughput and reduce interference between users. An efficient power control algorithm based on game theory is also proposed to optimize user transmission power within each group and thereby improve user energy efficiency. Simulation results show that these proposed algorithms can effectively improve system throughput, reduce co-channel interference, and enhance energy efficiency.