蜂窝网络终端直通通信中功率分配方法研究

摘要

随着无线通信的不断发展，对通信系统资源利用率的要求也相应的越来越高，D2D通信作为一项充满前景和挑战的技术引起了研究人员的普遍关注。D2D通信指两个相邻的移动终端设备之间不通过基站或接入点直接通信，蜂窝网络中使D2D设备共享蜂窝设备的资源不仅可以增加频谱效率，而且可以降低移动设备的发送功率从而提高了电池的续航能力，因此成为新一代移动通信的关键技术之一。D2D通信工作在两种模式：共信道模式和正交信道模式。共信道模式指蜂窝用户和D2D用户使用相同的时频资源进行通信；正交信道模式指蜂窝用户和D2D用户分别使用部分蜂窝用户的时频资源进行通信。
　　本文将围绕蜂窝网络下D2D通信中功率分配策略展开研究。主要开展了如下两方面的工作：1）研究了现有蜂窝网络下 D2D通信常见的功率分配方案，从不同优化目标出发，分别研究了共信道模式下和正交信道模式下基于信道容量最大化的功率分配方法、共信道模式下基于发送功率最小的功率分配方法以及共信道模式下基于功率效率最大化的功率分配方法，并给出了理论分析以及推导，通过仿真验证了不同功率分配方法的性能。2）提出了共信道模式和正交信道模式下动态功率分配策略。以基本D2D蜂窝单元（包含一个基站，一对D2D用户以及一个蜂窝用户）为研究对象，以基本单元平均功率为约束条件，构建以容量最大化为目标的优化问题，并给出了相应的理论分析以及推导，得到了不同通信模式下的功率分配策略的闭式解，通过仿真实验与传统的静态功率分配算法性能进行了对比。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 蜂窝网络下D2D通信研究现状

1.3 本文研究内容及结构安排

第二章 D2D通信系统介绍

2.1 D2D通信概述

2.2 D2D通信关键技术

2.3 D2D通信流程

2.4 本章小结

第三章 D2D通信系统中静态功率分配方法

3.1 引言

3.2 基于容量最大化功率分配方法

3.3 基于功率和最小的功率分配方法

3.4 基于功率效率最大化功率分配方法

3.5 本章小结

第四章 D2D通信系统中动态功率分配方法

4.1 引言

4.2 信道模型分析

4.3 共信道模式下动态功率分配方法

4.4 正交信道模式下动态功率分配方法

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

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