LTE網(wǎng)絡下D2D通信的資源分配算法研究.pdf

1、隨著無線通信技術的快速發(fā)展，人們對于通信系統(tǒng)的傳輸速率、系統(tǒng)容量以及頻譜利用率等方面的要求變得越來越高。為了改善頻譜資源日益緊張的現(xiàn)狀，終端直通技術(Device-to-Device，D2D)作為一種短距離直接通信技術應運而生。D2D通信就是當兩個終端距離較近時，可以在基站的控制下直接進行數(shù)據(jù)傳輸，而不需要經(jīng)過基站中繼轉(zhuǎn)發(fā)。
　　在網(wǎng)絡負載較高的情況下，D2D通信可以復用蜂窩系統(tǒng)的頻譜資源，提高頻譜利用率。但頻譜復用會產(chǎn)生同頻干擾

2、，如何通過合理的資源分配算法降低D2D用戶和蜂窩用戶之間的干擾，變得至關重要。通常情況下，基站可以通過信道分配、功率控制和模式選擇等方式來分配資源。在分析了國內(nèi)外對于D2D通信的研究后，本文進一步對資源分配算法進行研究，具體工作和研究成果如下：
　　首先，現(xiàn)有的算法都是假定D2D用戶在各個信道上的功率相同，沒有考慮信道質(zhì)量的差異。針對以上不足，提出了一種集中式資源分配的最優(yōu)算法。該算法以最大化D2D用戶總?cè)萘繛槟繕私⑼箖?yōu)化函數(shù)，

3、控制蜂窩用戶和D2D用戶的發(fā)射功率。通過拉格朗日乘子法求解最優(yōu)功率，并把信道分配給具有最大容量的 D2D用戶。仿真結果表明，該算法能顯著增大D2D用戶總?cè)萘?，提升系統(tǒng)的整體性能，但計算復雜度較高。
　　其次，為了降低算法復雜度，便于在實際場景下應用，提出了一種分布式資源分配的次優(yōu)算法。該算法在兩個階段分別進行信道分配和功率控制，先選出D2D用戶的復用信道集合，然后在信道分配完成的基礎上，優(yōu)化蜂窩用戶和D2D用戶的發(fā)射功率，最大化D