D2D网络中基于联盟博弈的中继选择方法

随着无线终端的大规模普及,用户设备（User Equipment,UE）对无线网络的内容分发服务提出了更高的要求。提出了利用设备对设备（Device to Device,D2D）通信技术进行协作中继传输,使得任何UE都可作为潜在中继节点,并且令中继节点为其他UE中继数据,可以提升整体网络的内容分发质量。为弥补UE作为中继节点产生的能耗,采用能量采集（Energy Harvesting,EH）的激励机制,将携能信号作为奖励发送至UE,以提高UE为其他用户中继数据的意愿。同时,为解决中继选择问题,提出了基于联盟博弈方法,对UE和中继节点的合作行为进行分析,为UE选取最优的中继节点,以获取最优的内容分发服务。仿真结果表明,所提方法与贪婪搜索算法相比,可以更大程度地提高系统的吞吐量。     

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。     

基于博弈论的D2D通信功率控制算法

针对多D2D通信用户共享蜂窝网络频谱资源中的干扰进行研究,为了减少D2D用户间干扰带来的影响,提出了一种改进的基于博弈论的D2D通信功率控制算法。算法中的博弈者是复用相同频谱资源的多D2D通信用户。建立了博弈模型,并在代价函数中引入代价因子,确定了效用函数,得到参与博弈的D2D用户的最优响应函数。文中对博弈均衡特性进行分析,证明了模型中的策略能够达到稳定状态。通过仿真实验验证了算法的有效性,并且与其他算法对比,证明使用此改进算法的D2D用户吞吐量更大,公平性更高。     

融合小波的D2D技术在电力应急通信中的应用

为在公网盲区建立高效、稳定的应急通信网络,文中首先介绍了D2D自组网通信系统,其次研究并提出一种改进的基于小波变换的图像压缩技术,并应用于D2D自组网络,最后分别进行了对比实验。证明该压缩技术的编解码效率更高、重构图像的质量更好,图像在融合该压缩技术的D2D自组网下传输时延更小,提高了数据传输速率和网络畅通性。利用融合小波变换的D2D技术能够更高效地传输突发事件现场的数据信息,更好满足电力应急通信的实际需求。     

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。     

一种适用于D2D通信的启发式接入算法

直通通信（Device-to-Device,D2D）技术是5G移动通信的关键技术之一,蜂窝网络中的D2D通信用户接入技术及其性能研究等已成为热点问题。基于一种新型随机几何网络模型,通过研究D2D用户对蜂窝用户的上行链路频谱资源的复用,提出了一种D2D通信启发式接入算法,并同随机接入算法进行了比较分析。仿真结果表明,随机几何模型易于分析链路的信干噪比,更符合未来移动通信密集组网和用户分布特点;该模型下的启发式算法比随机算法的性能更优,算法具有收敛快、接入性能好和接入简单的特点,具有更好的实用价值。     

D2D辅助的窄带物联网中能耗和传输成功率的最优折中

在设备到设备(D2D)通信辅助的窄带物联网(NB-IoT)中,为了尽可能提高传输成功率,D2D接收端需要预留较多的通信时隙(可以允许多次重传)。然而,这显著地增加了用户设备(UE)的能耗,特别是在信道条件较差或者相邻D2D链路干扰较严重的情况下。该文基于中继和能耗模型构造了一个传输成功率和能耗折中的优化问题,进而提出一个基于二分法的通信时隙最优配置算法。数值结果表明较多的预留时隙数量极大地增加了UE的能耗,但是不会显著提高传输成功率,与多中继传输、随机中继传输和100%成功传输等其他算法相比,该文提出的预留时隙最优配置算法获得了最小的能耗和几乎最大的传输成功率(只比100%成功传输方案低)。     

提高蜂窝网络中数据分发效率的D2D协作转发算法

Device-to-Device(D2D)通信是一种移动终端在蜂窝通信系统的控制下使用授权频段进行点到点通信的新型技术。通过允许接收终端间的数据转发,D2D通信可以用来提高蜂窝网络中的数据分发效率。现有的终端间转发算法,没有充分考虑D2D链路的差异,很难实现频谱资源的高效利用。为此,该文提出了一种基于多跳中继的D2D协作转发算法,包括多播和单播两个模式。该算法根据D2D链路质量自适应地选择最优的中继、路由及传输跳数,能够充分利用D2D链路的多信道分集增益。仿真结果表明,该文所提出的算法能够显著地提高D2D转发的资源利用率,进而提升数据分发业务的吞吐量。     

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D2D通信的分析与建模

设备与设备间（D2D）通信因其具有诸多优点如有效提高频谱效率、减少通信时延、降低设备能耗等而作为下一代蜂窝网络中的关键技术。本文首先分析了蜂窝网络中D2D通信的分类。其次,运用随机几何数学工具,对蜂窝网络中的蜂窝用户和D2D用户进行数学建模并使用基于距离的模式选择策略分析蜂窝网络中D2D通信的最优平均信息速率及最优的蜂窝用户与D2D用户配比。最后通过MATLAB仿真平台验证结论的正确性及可行性。     

D2D技术在LTE-A系统中的应用

Device-to-Device（D2D）是一种在LTE-A系统中通过重用小区内宏蜂窝用户的资源来实现端到端通信的新型技术。本文从实际应用的角度出发,首先对D2D技术的原理和应用进行了分析,然后讨论D2D技术应用于LTE-A系统中的优缺点,接着通过仿真验证了D2D技术在LTE-A系统中的优势。最后阐述了D2D技术在LTE-A系统中应用可研究的方向及技术展望。     

Media Independent Mobility Management for D2D Communications over Heterogeneous Networks (HetNets)

The rapid growth of traffic demand and innovation of mobile networks have pushed the current communication infrastructure to provide a tight integration of different wireless technologies. On the one hand, all user connections are expected to be heterogeneous in future networks and thus an intelligent mobility management is essential to satisfy the requirements of lower latency, less power consumptions and last but not least possible uninterrupted ongoing session when a User Equipment (UE) moves across network boundaries. On the other hand, Device-to-Device (D2D) communication as a revolutionary technology to enhance network performance has shown a great potential in dominating future communication market. Consequently, in this paper, we investigate the mobility management problem for D2D communications in heterogeneous networks. We leverage on IEEE 802.21 Media Independent Service (MIS) and propose a new framework, so-called enhanced version of IEEE 802.21 MIS that supports D2D communication (E-MIS-D2D) to enhance D2D mobility experience over heterogeneous networks. The E-MIS-D2D is a network assisted and initiated architecture, in which a load-aware mode selection algorithm is also proposed for selecting the transmission mode between D2D and non-D2D modes. Through extensive simulations, we validate that the proposed method outperforms the existing methods in terms of packet loss ratio, average throughput, latency, bandwidth usage and load rate of eNB.

     

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。     

UAV-assisted multi-hop D2D relaying for communication in large disaster area

An unmanned aerial vehicle (UAV)-assisted communication is a promising technique for enabling ground users in a non-functional area (NFA) or disaster area to communicate. All the base stations in the disaster area may be partially or fully damaged due to the natural calamity. Device-to-device (D2D) communication can be a viable solution for immediate connection between users in an NFA. We propose a UAV-assisted multi-hop D2D communication following a hybrid power-time switching (PTS) in this paper. Moreover, a D2D user of a cluster can communicate with another D2D user in a different cluster through UAVs. However, D2D users can harvest energy from their respective ad hoc energy stations and forward the information to the nearby D2D user following a hybrid PTS-based strategy. We propose a time frame for the same and show a node-based energy harvesting strategy. The expressions of outage probability, throughput, end-to-end energy consumption, and energy efficiency are developed for the Rician and Nakagami-m faded channel. The impact of several network parameters such as energy harvesting factor, energy harvesting efficiency, and fading parameter on the network performance is also indicated.     

基于可变距离的车联网D2D通信连接选择

车联网是移动互联网的延伸,其中基站协作的D2D通信适用于车间交通消息的短距离无线传播.针对车辆快速移动导致的通信链路动态性,提出了一种基于可变距离的D2D连接选择方法.通过选择行车道及车间距离参数,估计D2D连接对的信道质量,推导了D2D连接选择的优先指数,并基于该优先指数建立D2D通信链路进行交通消息传播.仿真结果显示,所提方法在D2D连接的生存时间、传输效率方面得到提高,同时降低了D2D通信的中断概率,提升了车辆间通信可靠性.     

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。     

Power allocation criteria for distributed antenna systems with D2D communication

In this paper, we discuss four different optimization problems for distributed antenna systems (DAS) with and without D2D communication, respectively. The first and the third problems are maximizing spectral efficiency (SE) and energy efficiency (EE) of the DAS with D2D communication on the conditions of the minimum SE of DAS as well as D2D pair, the maximum transmit power of each remote access unit (RAU) and maximum transmit power of D2D transmitter. The second and the forth problems are maximizing SE of the DAS on the conditions of the minimum SE as well as the maximum transmit power of RAUs. We exploit the sub-gradient iteration method to obtain the optimal power allocation and summarize optimal power allocation algorithms for the first and second problems. We exploit fractional programming method to investigate the third and fourth problems and develop corresponding optimal power allocation algorithms. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed power allocation algorithms and show the SE and EE of the DAS by using D2D communication are much better than DAS without D2D communication.     

面向5G通信网的D2D技术综述

在探讨D2D对通信技术未来发展的导向作用基础上,明确了影响D2D系统设计的多个因素,即D2D设备发现、资源分配、缓存技术、D2D-MIMO。从而勾画出基于D2D技术的光纤前传和软件定义网络实现数据/控制分离的扁平化5G架构,提出负责接入的下层宏/小基站蜂窝网和负责管理的上层网络云的管理机制。将D2D技术、SDN技术、边缘计算和物联网技术等关键技术引入未来移动通信网络已经成为研究领域的热点,针对与之相关的、未来大规模网络的移动性、QoS和大数据特性进行了讨论。     

基于LTE D2D技术的车联网通信架构与数据分发策略研究

基于5G通信技术的车联网面临高速率、低时延、高可靠性和大量流媒体数据分发等需求,提出了一种基于LTE D2D的车联网通信架构,设计基于运动一致性的车辆分簇算法,有效增加持续D2D通信时间,提高通信可靠性;其次,针对簇内车辆的流媒体数据分发,提出一种带时延约束的D2D协作中继转发策略,设计最优中继选择算法,大幅提高数据传输速率,提升网络吞吐量。