面向蜂窝网络的D2D通信资源分配算法研究

发布时间：2025-04-26 21:32

　　随着社会经济与通信技术的不断发展,通过无线网络随时随地获取数据和数字化服务已成为人们依赖的生活方式。应用需求和技术发展如同作用力与反作用力,使得无线通信网络不得不与爆炸式的数据流量、海量节点的接入和不断涌现的新业务比肩竞速,高速率、低时延、大连接的多样性需求与频谱资源稀缺之间的矛盾日益凸显。Device-to-Device(D2D)通信技术允许网络中的近邻设备不经过基站直接建立通信,可借助短距离、低功率的优势复用珍贵的频谱资源,有效降低核心网络的数据压力,为网络设备的接入和传输开辟了新途径,成为了第五代移动通信网络(The 5th Generation Mobile Communication Network,5G)的关键技术之一。面向蜂窝网络的D2D通信可以在基站的辅助下建立灵活的接入和复用模式,利用紧缺的频谱资源为网络带来可观的收益。然而,D2D通信也给蜂窝网络带来了多维度的竞争关系和复杂的干扰环境,如何设计合理的资源分配方案有效协调干扰,是D2D通信研究的重点,仍然面临许多尚未攻克的难题。面向蜂窝的D2D通信从一对一复用模式向一对多复用模式,单播向多播的拓展演进中,多层次干扰链路的...

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 D2D通信资源分配技术国内外研究现状
        1.2.1 D2D通信的模式选择
        1.2.2 D2D通信的链路资源分配
        1.2.3 D2D通信的功率控制
    1.3 论文主要内容及组织结构
        1.3.1 论文主要研究内容
        1.3.2 论文的组织结构
第2章 D2D通信技术及相关理论
    2.1 D2D通信技术概述
        2.1.1 D2D通信的分类
        2.1.2 D2D通信的设备发现与会话建立
        2.1.3 D2D通信应用场景
    2.2 博弈论相关理论
        2.2.1 博弈论的模型和分类
        2.2.2 非合作博弈基础
        2.2.3 Stackelberg博弈
    2.3 凸优化相关理论
        2.3.1 凸集与凸函数
        2.3.2 凸优化基本概念
        2.3.3 拉格朗日对偶与KKT条件
    2.4 本章小结
第3章 基于用户速率需求的D2D资源分配算法
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 D2D用户速率需求及资源分配问题描述
        3.3.1 D2D用户速率需求
        3.3.2 资源分配问题描述
    3.4 基于用户速率需求的资源分配算法
        3.4.1 保障速率需求的资源分配
        3.4.2 剩余资源的再分配
    3.5 仿真实验及性能分析
    3.6 本章小结
第4章 基于社交关系的D2D多播资源分配算法
    4.1 引言
    4.2 基于社交关系的D2D多播模型建立
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 社交关系建模
        4.2.3 D2D社交多播簇的形成
    4.3 资源分配问题描述
    4.4 D2D社交多播簇与资源块的匹配
        4.4.1 一对多匹配模型的建立
        4.4.2 基于社交关系强度的偏好列表构建
        4.4.3 同伴效应
        4.4.4 基于匹配的资源分配算法
        4.4.5 算法稳定性和复杂度
    4.5 仿真实验及性能分析
    4.6 本章小结
第5章 基于Stackelberg博弈的D2D资源分配算法
    5.1 引言
    5.2 系统模型及问题描述
        5.2.1 系统模型
        5.2.2 问题描述
    5.3 基于价格的Stackelberg博弈D2D资源分配
        5.3.1 潜在速率增益的启发式信道选择
        5.3.2 基于价格的Stackelberg博弈D2D功率控制
    5.4 基于累积代价的Stackelberg博弈D2D资源分配
    5.5 仿真实验及性能分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 主要研究工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
作者简介及其在学期间所取得的科研成果
致谢



本文编号：4041396