LTe-A系统基于干扰减小的D2D通信资源分配算法研究

摘要

随着工信部对TD-LTE和LTE FDD牌照的颁发，LTE网络已在人们生活中应用开来，使得用户可以充分享有4G发展成果，提升用户体验。LTE-A系统在LTE系统基础上进一步演进，实现了更大的上下行峰值速率和系统容量。但是传统蜂窝网络对热点区域或室内环境等场景的通信质量仍难以保证。基于此，国内外的研究者在LTE-A系统下，增加了终端直通技术(Device-to-Device)，用于减小基站负荷，增加小区覆盖，提高小区边缘用户通信质量和系统总吞吐量。本文主要研究将LTE-A系统与D2D通信模式结合后，如何在下行时隙，通过对D2D通信用户合理的资源分配以实现系统吞吐量的最大。
　　论文首先介绍了D2D通信的研究背景、意义以及国内外的研究现状;其次介绍了LTE-A的系统架构和关键技术并对LTE-A系统的D2D通信技术和D2D通信用户复用蜂窝通信系统资源带来的干扰作了详细介绍;然后主要介绍D2D通信对复用下行资源的资源分配问题，从减少D2D通信对干扰的角度提出干扰最小资源分配算法，从保证边缘小区吞吐量的角度提出可复用资源分配算法。仿真表明:本文提出的两种改进算法都比文献[10]资源分配算法获得了更大的吞吐量，只是当小区中D2D用户数不同时，两种改进算法各有优势。最后为了改善边缘小区通信质量，将部分频率复用(FFR)与D2D通信相结合，提出了FFR小区下基于距离的D2D通信资源分配算法。通过将蜂窝小区分区，选择复用离D2D通信用户更远的蜂窝用户来减小干扰。仿真表明，基于距离的改进算法比文献[20]资源分配算法获得了更大的吞吐量，并找到实现系统吞吐量最大的最佳中心/边缘小区面积比例。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文工作和内容安排

第2章 LTE-A系统及D2D通信系统

2．1 LTE-A系统概述

2．1．1 LTE-A系统架构

2．1．2 LTE-A的演进及技术标准

2．2 LTE-A帧结构及物理资源

2．2．1 LTE-A帧结构

2．2．2 特殊时隙结构

2．2．3 物理资源块

2．3 D2D通信技术概述

2．3．1 D2D通信场景分析

2．3．2 D2D通信建立过程

2．4 D2D通信无线资源共享方式

2．4．1 D2D通信正交方式共享无线资源

2．4．2 D2D通信复用方式共享无线资源

2．5 D2D通信复用下行资源干扰分析及信道模型

2．5．1 D2D通信复用下行资源干扰分析

2．5．2 系统干扰模型

2．6 本章小结

第3章 LTE-A系统下D2D通信资源分配

3．1 D2D通信资源分配

3．1．1 D2D通信资源分配问题描述

3．1．2 干扰最小的D2D通信资源分配算法

3．2．3 可复用的D2D通信资源分配算法

3．2 性能仿真与结果分析

3．2．1 仿真场景和参数设置

3．2．2 仿真结果分析

3．3 本章小节

第4章 FFR小区D2D通信资源分配算法研究

4．1 部分频率复用(FFR)小区

4．2 FFR小区下D2D通信资源分配算法

4．2．1 FFR小区下D2D通信资源分配算法

4．2．2 基于距离改进算法

4．3 仿真环境和参数设置

4．4 仿真结果分析

4．5 本章小节

结论

致谢

参考文献

附录