D2D技术在5G通信中的应用

移动通信从第一代仅仅能通话的模拟移动电话到如今4G以及成熟商用,移动互联网呈现飞速发展的模式下.当前时期,智能设备的大规模普及以及移动网络需求的急剧增长,对5G的无线通讯技术的更新需求也是显得十分迫切.在5G移动通信的研究过程中,主要有两点.一点是,对于传统的移动通信性能要加强,例如网络用户容量、频谱利用率都需要提供,因为日益减少的频谱资源使得频谱资源尤为宝贵;另外一点,多制式的通信模式给用户带来的使用体验和蜂窝网络的业务扩张是另外一个研究热点.对于5G通信中的"潜力"技术,设备到设备通信(Device-to-Device,D2D)可以提高整体性能,使得体验上升、应用拓展等潜力,因此是如今一大热点.本文即是对D2D在5G通信中的应用进行了探讨.     

基于LTE D2D技术的车联网通信架构与数据分发策略研究

基于5G通信技术的车联网面临高速率、低时延、高可靠性和大量流媒体数据分发等需求,提出了一种基于LTE D2D的车联网通信架构,设计基于运动一致性的车辆分簇算法,有效增加持续D2D通信时间,提高通信可靠性;其次,针对簇内车辆的流媒体数据分发,提出一种带时延约束的D2D协作中继转发策略,设计最优中继选择算法,大幅提高数据传输速率,提升网络吞吐量。     

D2D通信中干扰协调算法的研究

D2D(Device-to-Device,终端直通通信)技术是指用户可以直接进行通信而不用经过基站的一种终端直通通信技术,移动蜂窝使用终端直通通信技术能够增加蜂窝系统性能,然而却带来了较多的干扰以及加大了能量损耗.为了达到用户和基站间的相互干扰,增加频谱利用效率和能量利用效率,文章以D2D 用户和速率为优化目标提出了一种联合资源分配和功率控制的方法,用以达到高能效的终端直通通信.仿真结果表明:文章提出的联合信道分配和功率控制方案,能明显减少D2D用户与蜂窝系统受到的干扰,增加蜂窝频谱利用率以及D2D用户和速率.     

毫米波D2D通信网络拓扑演化建模

D2D通信技术能显著提高通信系统的频谱效率,有效降低终端发射功率,在一定程度上缓解了无线通信系统频谱资源匮乏的问题。毫米波通信的窄波束则能有效抑制D2D对之间的相互干扰,从而实现一对多、多对多的通信链路,但其通信网络拓扑更加密集复杂。首先分析了毫米波D2D网络特性,然后提出了一种D2D网络拓扑演化模型,随之分析了其邻接矩阵、节点度、特征谱等网络特征,最后进行了仿真实现。仿真实验表明,所提模型能准确反映毫米波D2D网络的拓扑演化过程,揭示出D2D网络模型介于小世界网络模型和无标度网络模型之间。     

D2D通信资源调度研究现状综述

终端直通技术(D2D)是一种终端在基站控制下直接进行通信而不需要基站转发的新型通信技术。D2D引入LTE-A蜂窝系统虽然可以带来吞吐量和频谱效率的提升,但是也会带来很大的干扰。综合近些年来的研究成果,合理的资源调度算法成为降低干扰,提升系统性能的关键。首先,描述了D2D通信技术引入LTE-A蜂窝网络后的系统干扰模型。然后,从模式选择、资源分配和功率控制三个方面综述了目前国内外文献关于资源调度算法的研究成果。     

全双工D2D通信链路能效优化研究

针对在蜂窝系统下引入设备到设备(D2D)通信导致的干扰和能量消耗问题,文章提出首先将D2D通信技术与全双工传输技术相结合,构造一个全双工D2D通信链路场景。然后,在满足用户最小速率要求和功率阈值的条件下,分别解决了功率控制和资源分配问题,以提高全双工D2D通信链路的能量效率。最后,利用序列二次规划算法解决功率控制问题;利用所提出的自适应禁忌搜索算法解决最优资源分配问题。仿真结果表明,与现有算法相比,文章所提算法具有有效的搜索算子和扰动机制,并能以较低的计算复杂度来解决全双工D2D通信链路能效优化问题。     

基于博弈论的D2D通信功率控制算法

针对多D2D通信用户共享蜂窝网络频谱资源中的干扰进行研究,为了减少D2D用户间干扰带来的影响,提出了一种改进的基于博弈论的D2D通信功率控制算法。算法中的博弈者是复用相同频谱资源的多D2D通信用户。建立了博弈模型,并在代价函数中引入代价因子,确定了效用函数,得到参与博弈的D2D用户的最优响应函数。文中对博弈均衡特性进行分析,证明了模型中的策略能够达到稳定状态。通过仿真实验验证了算法的有效性,并且与其他算法对比,证明使用此改进算法的D2D用户吞吐量更大,公平性更高。     

D2D通信中Chief UE应用的研究

Chief UE的作用是辅助实现D2D通信与蜂窝网络通信更好地无缝切换并且提高通信的质量。对Chief UE的概念进行了详细描述,并且对于其在切换中的作用进行了相应的阐述和论证:在传统D2D通信的基础上,定义了其中一个性质稳定良好的UE为Chief UE,进行D2D连接的内部管理和通信,并且在需要切换时,能够进行通行保持直到整个通信切换的完成和结束。将具有Chief UE的D2D切换同不具有Chief UE的D2D切换进行了相应的对比和论述,以更好地论证Chief UE存在的必要性。     

一种基于Android和JXTA协议模型的无线D2D通信技术

移动通信系统的快速发展使得频谱资源日益紧缺。D2D通信是一种在系统的控制下,允许终端之间通过复用小区资源直接进行通信的新型技术。它能减少小区网络的负载,还能支持新型的小范围点对点数据通信,是未来绿色通信发展的趋势。针对这一新型的通信技术,提出了基于Android OS平台,以JXTA协议为模型的无线D2D通信技术,使得移动终端之间能够进行通信与资源共享,并通过网络实验验证了其有效性。     

基于泄露信息量的D2D通信链路选择方法研究

D2D(Device-to-Device)通信因其具有提高频谱效率、时延小和能耗低等优点,被认为是第五代移动通信系统中的关键技术之一。然而,由于D2D用户与蜂窝用户共享频谱,导致D2D用户之间传输的信息会泄露给蜂窝用户。针对这一问题,基于物理层安全的研究,结合D2D通信的特点,提出了一种最小化D2D用户泄露信息量的算法。通过选取最优D2D链路的方法,使得系统的总泄露信息量达到最小。仿真表明所提倡的方法能极大改善系统的总泄露信息量。     

异构网络中的D2D通信关键技术综述

无线通信业务多样化及泛在接入的发展趋势,为当前移动蜂窝网络系统带来了巨大的网络流量承载压力。因此,在第五代移动通信系统当中,要求实现频谱效率的进一步提升。基于小区分裂技术的异构网络通信技术,使得频谱效率得以提升,同时,面临着复杂的层间干扰负面影响。在异构网络通信系统中利用设备到设备(Device-to-Deivece,D2D)通信技术能够有效地缓解基站网络流量承载压力,并减少基站能量消耗。文章对异构网络中的D2D通信关键技术进行了综述介绍,并对其面临的技术挑战进行评述。     

D2D通信系统中节能功率控制算法

针对设备到设备(D2D)通信的功率控制问题,该文提出一种带有权重的优化异构小区能效的目标以及在该问题下一个基于博弈理论的学习方法。具体地,在利用一个下界表达式代替原始优化目标的情况下,建模这个功率控制问题为一个势博弈模型,并且证明它的最优纳什均衡点就是优化下界的最优解。最后,为了找到这个最优的纳什均衡点,设计一个低复杂度和快速收敛的学习算法。仿真结果表明该文提出方法的可行性和有效性。     

LTE-A网络中D2D通信的资源分配算法研究

该文研究了D2D通信使用LTE-A网络上行链路的资源分配问题。首先将问题建模为混合整数非线性规划问题(MINLP),其次根据待接入用户对各信道的青睐程度计算特征值列表并形成相应联盟。在保证各用户服务质量(QoS)的情况下,利用最大加权二部图匹配(MWBM)方法为待接入网络用户寻找合适的资源及复用的组合。仿真结果表明,该算法打破了D2D用户在数据传输过程中一直处于专用或者复用模式的束缚,扩大了D2D用户对可选用的资源范围,与现有算法相比,可有效提高系统的总速率。     

面向5G的毫米波D2D通信技术综述

第五代移动通信系统(5G)是面向2020年以后需求的新一代移动通信系统,将满足未来大规模机器通信、超可靠和低延迟通信等应用场景的需求。为了满足5G移动通信中网络业务不均匀性和热点地区业务高速数据分发的需求,需要大力发展新的系统架构以及无线传输理论。结合国内外移动通信发展的最新趋势,讨论了D2D通信、毫米波无线传输以及毫米波D2D通信的发展历程、技术特点、应用场景以及关键技术,并对毫米波D2D通信的未来研究热点进行展望。     

引入D2D通信的蜂窝网上行资源分配算法

该文研究了引入Device-to-Device (D2D)通信的蜂窝网系统中的上行资源分配问题。首先将该问题建模为一个简洁的二值整数规划问题。然而整数规划仍是NP难问题。该文利用Canonical对偶理论,得到其对偶形式。该对偶问题是一个连续域内的凸问题。证明了在特定的条件下,可以通过求解对偶问题得到原问题的最优解,且对偶间隙为零。提出了一个基于Barrier方法的算法来求解对偶问题。仿真结果表明,该文的算法优于现有算法,且性能接近最优。     

LTE系统中引入D2D技术后的干扰研究

D2D(终端到终端)是一种在LTE(长期演进)通信系统中通过重用小区内蜂窝用户的资源来实现终端到终端通信的新型技术。在LTE中引入D2D后,资源调度也随之发生变化,不仅体现在资源块的使用上,也体现在相应的功率控制机制上。D2D技术在提高系统容量的同时,也带来了新的干扰问题——普通蜂窝通信模式与D2D模式的相互干扰。通过协调好系统内蜂窝通信与D2D通信之间的干扰,可以提高系统的总体性能。     

融合小波的D2D技术在电力应急通信中的应用

为在公网盲区建立高效、稳定的应急通信网络,文中首先介绍了D2D自组网通信系统,其次研究并提出一种改进的基于小波变换的图像压缩技术,并应用于D2D自组网络,最后分别进行了对比实验。证明该压缩技术的编解码效率更高、重构图像的质量更好,图像在融合该压缩技术的D2D自组网下传输时延更小,提高了数据传输速率和网络畅通性。利用融合小波变换的D2D技术能够更高效地传输突发事件现场的数据信息,更好满足电力应急通信的实际需求。     

异构网中D2D通信的模式选择和资源分配的研究

将D2D(Device to Device)和家庭小区技术引入蜂窝网络,是未来第五代蜂窝移动通信(5G)的趋势之一.主要研究由宏基站(MBS)和家庭基站(FBS)组成的异构网中的D2D(Device to Device)通信的干扰问题,并提出了一种新颖的模式选择算法和资源分配算法来减少系统间干扰.仿真结果显示,文中提出的算法可以有效减少干扰,提高D2D用户的速率,增加系统吞吐量.     

中继协同D2D通信的能效优化

针对D2D中继通信中D2D设备电池容量受限问题,本文提出了一种逐步优化功率控制和中继选择从而最大化系统能量效率的方法.首先,在满足蜂窝链路最小数据速率的条件下,将功率控制问题建模为一个非线性规划问题,并求解出D2D发射机的最优发射功率;然后,分别利用发送节点与接收节点的邻域为半径建立节点均匀分布的球状模型;其次,基于路...