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Simulation of a Prototype 5G Network Integrating d2d Communication and MEC Technology

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Circuits and Systems 2023年第7期14卷 29-38页

作者： Abdou Karim Farota Harouna Moussa Sanghotte Salick diagne Babacar Niang Bouya diop Laboratoire des Sciences de l’Atmosphère et de l’Océan—Matériaux Energie et Dispositifs Université Gaston Berger de Saint-Louis Saint-Louis Senegal

In this paper, we study the coexistence of two key technologies in the same fifth-generation network, namely d2d (device-to-device) communication and MEC (Multi-Access Edge Computing) technology. These two promising technologies each have important roles to play in future telecommunications networks. d2d communication is a technology that aims to improve communication efficiency, increase overall throughput, and decrease latency. Multi-Access Edge Computing, a promising new concept, overcomes the burden of core cloud servers. This makes it possible to provide large storage, compute, and resource capacities to mobile edge nodes. With its closest deployment to users, it significantly reduces end-to-end transmission time. Our architecture consists of an access network and a central network, a base station (gNodeB), users, an MEC server and a gateway (UPF) to connect it to the RAN (Radio Access Network) of the core network. The base station controls communication by managing signaling and interference. The MEC server is placed next to the BS to provide data to the devices. It plays the role of the cloud that is located in the core network and allows you to store data and then do calculations for good communication between devices. Finally, we did a simulation using the OMNeT software. The results showed us that the data transmission passed well between the end devices, the antennas and the MEC server with very low latency and reliability.

关键词： d2d MEC Edge Computing Basic Station OMNeT

基于大规模MIMO和d2d技术的混合网络能量效率研究

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信号处理 2017年第1期33卷 53-61页

作者：颉满刚贾向东周猛西北师范大学计算机科学与工程学院甘肃兰州730070 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

文章研究了基于大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)和端到端(device-to-device,d2d)技术的双层混合网络及其能量效率,面向d2d用户(d2d user,dU)提出了无线能量采集方案。在该混合网络模型中,宏蜂窝基站由大规模M... 详细信息

文章研究了基于大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)和端到端(device-to-device,d2d)技术的双层混合网络及其能量效率,面向d2d用户(d2d user,dU)提出了无线能量采集方案。在该混合网络模型中,宏蜂窝基站由大规模MIMO天线阵列构成,d2d网络覆盖在宏蜂窝之上,与蜂窝网共享频谱。为了保证d2d通信,系统配置了由小规模MIMO天线构成的专用能量发射基站(power beacon,PB),其通过迫零预编码向能量约束的d2d发射机传送能量;同时,为了提高网络的能量效率,dU还可以从附近蜂窝网用户(cellular user,CU)的射频(radio frequency,RF)干扰信号中采集能量。对此混合网模型和能量采集方案,文章通过假设网络中CU、dU以及PB的位置服从独立泊松点过程和利用随机几何分析方法,基于反功率控制方案得到了网络中任一d2d发射机通过采集足够能量来建立通信链路的概率,其以简单的积分形式给出。分析和数值结果表明,文章提出的无线能量采集方案由于PB的配置保证了d2d通信的可靠性;同时又因为充分利用了附近CU的RF干扰信号,有效提高了d2d用户采集足够能量的概率,节约了PB的能量,改善了系统的能量效率。

关键词：大规模MIMO d2d 能量采集射频干扰能量效率

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异构网络中d2d终端无线能量收集方案研究

重庆邮电大学学报（自然科学版） 2018年第3期30卷 300-307页

作者：纪珊珊贾向东徐文娟韩聪慧颉满刚西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730070 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室南京210003

为保证小区边缘用户(cell edge user,CEU)的通信质量,同时提高系统频谱和能量效率,针对d2d(deviceto-device)发射机,提出一种无线能量收集方案。在3层异构网(heterogeneous networks,Het Nets)中,基于小区分割因子,将宏小区用户(macroce... 详细信息

为保证小区边缘用户(cell edge user,CEU)的通信质量,同时提高系统频谱和能量效率,针对d2d(deviceto-device)发射机,提出一种无线能量收集方案。在3层异构网(heterogeneous networks,Het Nets)中,基于小区分割因子,将宏小区用户(macrocell user,MU)划分为小区中心用户(cell center user,CCU)和CEU。同时,将频带划分成小区中心区域(cell center region,CCR)频带和小区边缘区域(cell edge region,CER)频带。其中,CCR频段由CCU和毫微微小区用户(femtocell users,FUs)共享,而CER频段由d2d用户和CEU共享。在此网络部署下,能量约束d2d终端可以从CCU和CEU附近的射频(radio frequency,RF)干扰中及FU附近的RF信号中收集能量。基于稀疏泊松点过程模型,对CCU,CEU和FU上行链路的覆盖概率以及d2d传输做了全面研究。数值和仿真结果表明,所提方案能有效改善网络的能量和频谱效率。

关键词：异构网小区分裂 d2d 小区中心用户小区边缘用户能量收集

d2d网络中基于牺牲节点的网络编码协作重传策略

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电讯技术 2021年第6期61卷 689-696页

作者：姚玉坤冯鑫甘泽锋满巧重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对d2d无线网络中多终端并发协作重传过程中平均解码时延较高的问题,提出了一种牺牲节点的协作重传策略。在重传阶段,发送终端在立即可解网络编码(Instantly decodable Network Coding,IdNC)图上根据接收终端与发送终端的链路质量、终... 详细信息

针对d2d无线网络中多终端并发协作重传过程中平均解码时延较高的问题,提出了一种牺牲节点的协作重传策略。在重传阶段,发送终端在立即可解网络编码(Instantly decodable Network Coding,IdNC)图上根据接收终端与发送终端的链路质量、终端数据包权重和接收终端的连通度选择出发送终端的最优编码包,以降低系统的平均解码时延。同时,利用部分接收终端对最优编码包的无效解码和不可解码的特性,扩展了备选协作终端,使更多的终端参与到协作传输过程。仿真结果表明,所提策略有效降低了系统的平均解码时延和重传次数。

关键词： d2d 网络编码 IdNC编码协作重传牺牲节点

基于分簇和Stackelberg博弈的d2d资源分配策略

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计算机应用研究 2023年第3期40卷 880-884,889页

作者：刘会衡肖瑶程晓红张军湖北文理学院物理与电子工程学院湖北襄阳441053 湖北文理学院应急通信技术与系统湖北省工程研究中心湖北襄阳441053 湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053 湖北文理学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室湖北襄阳441053

当前,车辆密集通信场景下存在通信资源利用率低、dUE(d2d user)用户通信质量差等问题。针对上述问题,提出了一种基于分簇和Stackelberg博弈的d2d(device to device)资源分配策略,以解决dUE用户功率分配、信道匹配问题。首先,基于每个信... 详细信息

当前,车辆密集通信场景下存在通信资源利用率低、dUE(d2d user)用户通信质量差等问题。针对上述问题,提出了一种基于分簇和Stackelberg博弈的d2d(device to device)资源分配策略,以解决dUE用户功率分配、信道匹配问题。首先,基于每个信道内dUE用户之间干扰最小原则,该模型对所有dUE用户进行分簇;然后,对于CUE(cellular user)用户与dUE用户簇,构建一对多的Stackelberg主从博弈模型,通过复用链路干扰参数和簇内干扰参数的迭代更新,优化每个dUE用户的发射功率;最后,利用匈牙利算法实现dUE用户簇与CUE用户的最佳信道匹配,最大化dUE用户的容量和。仿真结果表明,与基于价格迭代、等功率分配和高能效干扰约束的几种功率分配算法相比,所提算法能有效提升dUE用户的总容量。

关键词： d2d 分簇 Stackelberg博弈资源分配

一种基于虚拟分区的跨小区d2d资源分配算法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2016年第5期28卷 634-640页

作者：杨丰瑞庄园任兆俊弓紫慧重庆信科设计有限公司重庆400065 重庆邮电大学通信新技术应用研究中心重庆400065

终端直通(device-to-device,d2d)技术引入蜂窝系统虽然能够提高蜂窝系统性能,但同时带来了很大的干扰。为了降低蜂窝用户对d2d用户的干扰,提出了一种基于虚拟分区的跨小区资源分配算法。通过为d2d接收端设置干扰限制区域来限制d2d用户... 详细信息

终端直通(device-to-device,d2d)技术引入蜂窝系统虽然能够提高蜂窝系统性能,但同时带来了很大的干扰。为了降低蜂窝用户对d2d用户的干扰,提出了一种基于虚拟分区的跨小区资源分配算法。通过为d2d接收端设置干扰限制区域来限制d2d用户所复用的蜂窝用户资源;为了给分配相同资源的用户之间建立较大的空间分离,降低链路间的相互干扰,引入虚拟分区的概念;最后,为了使系统吞吐量达到最大,从可复用蜂窝用户的集合中选择链路质量最好的k个蜂窝用户,将其资源分配给d2d用户。仿真结果显示,所提算法可以有效地降低蜂窝用户对d2d用户的干扰,提高系统的吞吐量,提升系统性能。

关键词： d2d 跨小区虚拟分区资源分配吞吐量

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基于d2d的电力物联网及其组播重传技术

哈尔滨理工大学学报 2021年第5期26卷 124-129页

作者：黄强秦剑华胡成博路永玲陶风波王真国网江苏省电力有限公司电力科学研究院南京211103

针对基于资源竞争与应答重传的传统自组网无法满足电力物联网需求的问题,提出了一种新型的基于蜂窝基础设施的无线自组网架构。该方案融合终端间直接通信(d2d)与自组网技术,利用集中式资源调度与终端间互相协作的优点,可以大幅缩短网络... 详细信息

针对基于资源竞争与应答重传的传统自组网无法满足电力物联网需求的问题,提出了一种新型的基于蜂窝基础设施的无线自组网架构。该方案融合终端间直接通信(d2d)与自组网技术,利用集中式资源调度与终端间互相协作的优点,可以大幅缩短网络部署时间,提升网络鲁棒性。同时,考虑d2d簇内各终端的蜂窝网链路的阴影衰落具有强相关性,从而在某些场景中存在接收节点都译码失败的情况,现有重传方案效率不高。为解决此问题设计了协作簇内快速重传方案。新方案无需基站重传,而由终端间的协作传输和软信息合并完成组播重传,从而极大地提升了电力自组网的传输效率和鲁棒性。仿真结果表明,所提方案在这种场景中平均重传次数和传输时延性能都得到了改善。

关键词：无线自组网蜂窝网络电力物联网终端直接通信 d2d

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基于MIMO中继技术的d2d系统容量分析

南京邮电大学学报（自然科学版） 2013年第5期33卷 33-38页

作者：魏良武邵世祥南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003

建立了基于MIMO(多输入多输出)中继技术的d2d通信(端对端通信)模型,重点推导了系统的接收信号公式和三种链路情况下的容量公式,并且用SVd(奇异值分解法)求解在中继AF模式中不同放大因子情况下的容量公式,并对在不同的天线数和中继位置... 详细信息

建立了基于MIMO(多输入多输出)中继技术的d2d通信(端对端通信)模型,重点推导了系统的接收信号公式和三种链路情况下的容量公式,并且用SVd(奇异值分解法)求解在中继AF模式中不同放大因子情况下的容量公式,并对在不同的天线数和中继位置下的三种链路的系统容量进行了仿真。仿真结果表明,采用MIMO中继技术可以有效的提高系统的信噪比和吞吐量。

关键词： d2d MIMO 中继容量

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一种基于簇内中继转发的d2d协作通信算法

微电子学与计算机 2017年第1期34卷 48-52,57页

作者：马克吴洋青海师范大学网络中心青海西宁810008 国家数字交换系统工程技术中心河南郑州450002

终端直通技术(device-to-device,d2d)能够提升蜂窝系统的通信容量,但未能充分考虑d2d链路的差异,限制了频谱资源的利用和数据传输速率.为此,提出了一种基于中继转发的d2d协作通信算法,在多播过程中基于簇内的数据包和邻居节点分布引入... 详细信息

终端直通技术(device-to-device,d2d)能够提升蜂窝系统的通信容量,但未能充分考虑d2d链路的差异,限制了频谱资源的利用和数据传输速率.为此,提出了一种基于中继转发的d2d协作通信算法,在多播过程中基于簇内的数据包和邻居节点分布引入中继转发策略,从而为簇内用户链路质量较差的用户提供高速中继服务.经仿真试验和分析表明,该算法能够克服链路差异性导致的多播效率下降问题,从而提升d2d通信的传输速率,改善网络整体的通信性能.

关键词： d2d 分簇中继协作通信