D2D协作的边缘缓存系统能耗分析

针对移动边缘系统低功耗的需求,基于随机几何理论,研究了不同场景下D2D协作边缘缓存系统中移动设备的能耗。将请求用户和空闲用户的动态分布建模为相互独立的齐次泊松点过程(Homogeneous Poisson Point Process,HPPP),综合考虑移动设备的平均能耗与请求业务卸载概率、空闲设备激活概率和D2D通信重传概率的关系,推导出与缓存数量相关的请求设备平均能耗、空闲设备平均能耗的表达式,并仿真探讨了不同用户密度和不同内容流行度下移动设备能耗和缓存数量的关系。仿真结果表明,不同场景下优化缓存数量可以有效降低D2D协作边缘缓存系统移动设备的能耗。

协作D2D异构网络的联合资源分配和功率控制

针对下行协作D2D(Device-to-Device)异构网络中复用蜂窝用户的联合资源分配和功率控制问题,提出了一种量子珊瑚礁优化算法(Quantum Coral Reef Optimization Algorithm,QCROA)。首先,构建异构网络模型并推导得到整个网络总吞吐量的数学表达式;其次,基于QCROA算法分析全局最优量子珊瑚的测量状态,提出最优联合资源分配和功率控制方案;最后,通过仿真验证QCROA算法的优越性。实验结果表明,在不同网络通信场景下,QCROA算法均表现出良好的适应性,其收敛速度和种群多样性均优于其他基于智能优化算法的方案,在迭代次数达到1 500次时即可获得吞吐量最高的全局最优。

基于NOMA的协作D2D通信方案

在蜂窝网络覆盖下的D2D通信场景中,D2D对的距离并不是一个确定的值。为了解决D2D用户由于距离过大不能建立直接通信链路的问题,提出一种协作传输CRNG方案。使用蜂窝用户作为D2D对的信息中继,解码并转发D2D用户的信号。该方案在保证中继蜂窝用户的通信质量基础上提升了D2D对的吞吐量。仿真结果表明,CRNG传输方案能够提高D2D用户的数据速率及D2D对的接入率,改善蜂窝系统的服务性能。

基于开环功率控制的D2D通信的研究

文章基于开环功率控制下的D2D通信技术,提出在Matlab平台上构建蜂窝用户与D2D用户共存的蜂窝小区模型,并在不同用户分布密度以及不同通信距离的情况下对D2D通信的性能进行仿真与分析,得出结论:当D2D通信用户间的距离很小时,相较于D2D协作通信,D2D直接通信的用户体验度更高;当D2D通信距离固定时,在D2D协作通信中,用户的分布密度起着至关重要的作用,而在D2D直接通信中,用户的分布密度对D2D直接通信的性能几乎没有影响。

满足通信安全条件下一种优化用户速率算法

针对多用户下行链路的通信安全问题,提出基于D2D协作的满足通信安全的优化用户速率算法(USCD)。假定在多用户下行链路系统中存在多条带外的D2D信道,每条信道选择合法用户将从下行链路所接收的信号进行放大,并转发至其他合法用户。该系统中存在一个关键技术问题:监听者能够窃听到下行链路以及D2D协作链路中所传输的信号。为了解决此监听者窃听问题,USCD算法通过联合优化下行链路的预编码,人工噪声协方差和信号放大系数型,进而在保证通信安全的基础上,最大化用户的最小速率。仿真结果表明,提出的USCD算法的性能优于基准算法。