LTE中D2D通信资源分配算法研究

摘要

随着移动通信技术的不断发展，我国移动通信系统已逐步迈向3G时代并进一步向4G发展。LTE系统作为3G向4G的过渡，已经成为现代通信技术的研究热点。但随着系统带宽需求的不断增加，带宽分配也变得越来越拥挤，而且目前可用于移动通信的频谱资源又相当有限，所以最大限度的利用系统现有的频谱资源，增加系统吞吐量成为一种必然趋势。为了解决这一问题，D2D(Device-to-Device)通信技术应运而生。
　　 D2D通信是一种在LTE系统的控制下，允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型通信技术，它能够提高蜂窝通信系统频谱效率，降低终端发射功率，在一定程度上解决了无线通信系统频谱资源匮乏的问题。D2D通信技术通过复用小区内资源使得频谱资源利用率得到提高。但复用小区内资源会和小区用户产生干扰，为了减少这种干扰同时提升系统频谱的利用率，本文重点研究了两种D2D通信资源分配算法:一种是基于位置信息的复用单用户资源分配算法，该算法主要利用小区用户位置信息来确定复用资源，达到最大限度的减小D2D通信对蜂窝通信的干扰，降低算法的时间复杂度;另一种是小区吞吐量最大化的复用多用户资源分配算法，该算法通过复用多个用户资源使系统吞吐量和频谱利用率达到最大，同时将干扰控制在一定范围内。本文重点分析了两种资源分配算法的原理、公式推导、工作流程以及性能分析。
　　 仿真结果表明:基于位置信息的复用单用户资源分配算法在小区系统吞吐量上接近贪婪算法的吞吐量，而在算法时间开销上却只有贪婪算法的百分之五十;小区吞吐量最大化的复用多用户的资源分配算法相较于复用单用户的资源分配算法，可以达到更高的频谱利用率和系统吞吐量，还保障D2D用户对蜂窝用户的干扰最小，但该算法时间开销有一定的增加。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 移动通信发展趋势

1．1．2 D2D通信技术简介

1．1．3 国内外研究现状

1．2 研究意义

1．3 研究内容

1．4 论文结构安排

第2章 LTE中D2D通信系统

2．1 LTE系统架构和关键技术

2．1．1 LTE系统网络架构

2．1．2 LTE资源分配与调度

2．1．3 LTE干扰抑制技术

2．2 D2D通信的工作原理

2．2．1 D2D通信资源分配模式

2．2．2 D2D通信建立流程

2．3 D2D通信技术的应用与优缺点

2．4 小结

第3章 基于位置信息的复用单用户资源分配算法研究

3．1 D2D通信资源复用干扰分析

3．2 基于位置信息的复用单用户资源分配算法

3．2．1 D2D通信复用上行链路资源

3．2．2 D2D通信复用下行链路资源

3．3 复用单用户资源算法性能仿真分析

3．3．1 仿真流程

3．3．2 仿真环境与参数设置

3．3．3 系统性能计算公式

3．3．4 仿真结果分析

3．4 小结

第4章 吞吐量最大化的复用多用户资源分配算法研究

4．1 复用多用户资源的目的和适用条件

4．2 吞吐量最大化的复用多用户资源分配算法

4．2．1 复用多用户资源分配算法原理

4．2．2 改进的基于最大吞吐量的复用多用户算法

4．3 改进的复用多用户资源分配算法性能仿真分析

4．3．1 仿真参数设置

4．3．2 仿真结果分析

4．4 小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文