异构蜂窝网络中基于SWIPT的D2D资源分配算法研究

为了解决异构蜂窝网络中D2D(Device-to-Device)通信干扰导致系统能量效率下降的问题,提出一种基于SWIPT的D2D通信资源分配策略,以实现D2D链路的能量效率最大化。该策略对系统中多种干扰进行建模,构建干扰图和伙伴候选集合;将优化问题转化为功率控制和信道分配两个子问题,运用KKT条件和拉格朗日乘子法,求解D2D链路复用候选集中子信道的最优发射功率和功率分割比。仿真结果表明,所提出的分配策略能明显提升系统的能量效率,在保证服务质量的前提下能有效提高D2D用户接入率。

基于距离和系统吞吐量最大化的D2D上行链路资源分配方案

终端直连(device-to-device,D2D)通信的研究主要关注的是蜂窝用户(cellular user,CU)和D2D用户之间存在的干扰问题,而解决该问题的方法是进行合理的资源分配,但以往的研究大都仅考虑D2D用户之间的通信质量或仅考虑CU的可靠性,却忽视了系统总吞吐量和资源复用效率的优化。基于D2D用户、CU和基站(base station,BS)三者间的通信距离,提出了一种资源分配方案,该方案能结合资源复用函数矩阵进行预分组和资源选择,综合降低CU对D2D用户的干扰(cellular-to-D2D,C2D)和D2D用户对CU的干扰(D2D-to-cellular,D2C),同时保证CU和接入的D2D用户对都满足各自的通信服务质量(quality-of-service,QoS)要求。数值仿真结果表明:该方案与贪婪启发式算法相比,系统总吞吐量可以提升约4%,系统平均复用效率提高2倍以上。

提高D2D多播能效的一种方案

在内容分发场景下,将簇头选择与资源分配相结合以降低基站负载,提高直连(Device-to-Device,D2D)通信多播簇的能效值。基于系统能效最大准则,从接收到数据的多播用户中选择合适的用户作为簇头形成多播簇;借助启发式算法,为每个D2D多播簇分配合适的资源块,以提高D2D链路的通信质量。仿真实验结果显示,与已有方案相比,所给方案比可以得到更高的D2D多播簇能效值。

面向云服务的物联网环境下基于上下文感知D2D资源分配方案(英文)

无线移动通信、传感网络、机器对机器(machine-to-machine,M2M)通信和云计算等技术的最新发展对物联网应用的开发、部署和利用产生了深刻的影响。直连(device-to-device,D2D)通信作为一种提高蜂窝网络性能的新兴技术,在物联网应用中起着至关重要的作用。对于D2D通信而言,资源分配是实现高性能数据传输的关键,博弈论作为一种有效的数学工具被广泛应用于解决蜂窝网络资源分配的问题。针对D2D资源分配的方案已在前期工作中提出,该方案使基站能够通过感知不同通信环境为D2D用户分配合理的频谱资源,并且通过重复迭代为D2D用户分配更优的频谱资源。但是该方案并没有深入讨论纳什均衡(Nash equilibrium,NE)不存在情况下的资源分配问题。针对该问题,将基站和D2D用户的竞争看作是一个合作博弈模型,提出了一个资源分配方案来处理不同场景下,当NE不存在时的资源分配方案,旨在保证基站在不同环境下的收益效用最大化。对比前期的资源分配算法,该算法保证了无论NE是否存在,基站都能通过感知不同的通信环境来选择特定的资源分配策略来维护自身的利益。