基于认知的D2D通信在广义分布衰落信道下的性能分析

摘要

设备与设备通信(Device-to-Device，D2D)是一种通过复用小区蜂窝用户资源来实现端对端通信的近场通信技术。在蜂窝通信系统中引入D2D通信，能够极大的提高频谱利用率，可以有效提升系统整体性能。但是，与此同时也会对蜂窝系统产生不可避免的干扰。因此，论文主要研究在蜂窝系统与D2D系统组成的混合网络系统下，通过采用Underlay频谱共享技术使D2D用户（次用户）复用蜂窝用户（主用户）的频谱资源共同通信。同时在主用户端加入干扰温度（Interference Temperature，Q）以减少D2D次用户对蜂窝主用户的干扰。在这种干扰可控的情况下，研究D2D通信在广义K分布以及广义η-μ分布衰落信道下的通信性能，如中断概率、平均信道容量和平均误比特率。根据所研究的内容，将本文的主要工作做如下介绍：
　　本文首先结合认知无线电技术（Cognitive radio，CR）和D2D通信技术的特点，提出一种基于认知的D2D通信在蜂窝系统中的通信性能分析。通过搭建系统模型，推导出D2D次用户的通信性能公式。其次，本文分别分析了D2D通信在广义K分布以及广义η-μ分布衰落信道下的通信性能。广义K分布衰落模型是一种能够精确模拟现实无线通信环境中信号遇到的多径衰落和阴影衰落的混合衰落模型，而广义η-μ分布衰落模型能够精确描述无线信号在非视距通信中小尺度衰落的特征。本文给出了两种广义分布模型在不同参数下的概率密度函数和累积分布函数的曲线图，并分别推导出对应分布模型下D2D次用户的通信性能公式的闭式表达式，如中断概率、平均信道容量和平均误比特率。根据闭式表达式对D2D通信进行理论数据分析，结果指出，增加干扰温度Q可以有效提升D2D次用户的通信性能，同时改变广义分布参数的值会对其通信性能产生不一样的变化趋势。
　　最后，本文综合比较了两种广义分布衰落模型的性能，而本文所研究的理论数据结果可以用来指导实际衰落信道模型下D2D通信系统性能设计与优化。

目录

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2国内外文献综述

1.3本论文主要研究内容、创新点以及章节安排

1.4本章小结

第二章 关键技术与系统模型性能分析

2.1认知无线电技术

2.2 D2D通信技术

2.3系统模型构建

2.4 D2D通信性能分析

2.5本章小结

第三章 广义Κ分布衰落信道下D2D通信性能分析

3.1引言

3.2广义Κ分布衰落模型分析

3.3通信性能公式推导分析

3.4数值结果分析

3.5本章小结

第四章 广义η-μ分布衰落信道下D2D通信性能分析

4.1引言

4.2广义η-μ分布衰落模型分析

4.3通信性能公式推导分析

4.4数值结果分析

4.5模型的综合比较

4.6本章小结

总结与展望

1总结

2展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢