检索结果-南通市图书馆

作者：宋珈锐重庆邮电大学

学位级别：硕士

利用工作在免授权频段的长期演进(LTE-u)和设备到设备通信(D2D-U)技术将蜂窝移动系统中的流量卸载到免授权频段,能够显著缓解授权频谱资源的短缺问题。研究人员在提高免授权频谱利用率和异构网络性能方面做了许多努力,但现存的免授权频... 详细信息

利用工作在免授权频段的长期演进(LTE-u)和设备到设备通信(D2D-U)技术将蜂窝移动系统中的流量卸载到免授权频段,能够显著缓解授权频谱资源的短缺问题。研究人员在提高免授权频谱利用率和异构网络性能方面做了许多努力,但现存的免授权频谱共存方案仍存在进步空间。本文深入分析了在免授权频谱上通信的异构网络性能,并提出一种D2D-U资源分配算法。首先,本文分析了d2d辅助的LTE-u网络性能以及多用户多输入多输出(Mu-MIMO)对网络性能的影响,并通过数值计算和仿真对比了不同流量卸载方案下的异构网络性能。其次,为了解决D2D-U通信的资源分配问题,本文基于Wi-Fi和D2D-U用户的干扰模型,提出一种D2D-U资源分配算法来提高频谱利用率。本文研究内容如下:1.考虑到Mu-MIMO技术能充分利用空间资源,本文对采用Mu-MIMO技术的异构网络下的流量卸载系统进行建模,并对该系统的性能进行了分析和研究。具体而言,本文基于异构网络模型推导了在不完全信道状态信息(CSI)反馈下用户的下行数据速率表达式,分析了d2d辅助的LTE-u网络性能,并通过蒙特卡罗仿真进行验证。为深入分析将流量卸载到免授权频谱的系统性能,本文还对比了不同的流量卸载方案。大量仿真结果表明,卸载用户数量、信道状态信息反馈和卸载方案会影响异构网络性能。2.考虑到D2D-U通信对Wi-Fi系统造成的干扰,本文对免授权资源进行了优化分配,在保证Wi-Fi网络性能降低有限的前提下最大化免授权频谱利用率。具体而言,本文将D2D-U用户直接部署到免授权子信道中,提出基于用户干扰半径的惩罚项来评估和控制Wi-Fi网络受到的干扰,并构造了系统性能评估函数。为提高免授权资源利用率,综合考虑免授权子信道分配和功率分配问题,本文基于匹配算法和Q学习提出一种D2D-U资源分配算法。仿真结果表明,该算法能充分利用免授权频谱资源。

关键词：异构网络 LTE-u D2D-U 性能分析资源分配

基于免授权频段端到端通信系统中的资源优化算法设计

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基于免授权频段端到端通信系统中的资源优化算法设计

作者：吴哲奕浙江大学

学位级别：硕士

作为第五代移动通信（the 5th Generation,5G）系统的关键技术之一,端到端（device-to-device）通信具有低时延、低功耗、高传输速率和高频谱效率等优势。与此同时,相较于有限且昂贵的授权频段,免费的免授权频段受到了广大用户的青睐,... 详细信息

作为第五代移动通信（the 5th Generation,5G）系统的关键技术之一,端到端（device-to-device）通信具有低时延、低功耗、高传输速率和高频谱效率等优势。与此同时,相较于有限且昂贵的授权频段,免费的免授权频段受到了广大用户的青睐,因此工业及学术界提出了基于免授权频段的d2d通信（d2d on unlicensed Bands,D2D-U）,即允许d2d系统与其他通信系统共享免授权频谱资源,能有效缓解授权频谱资源短缺的问题,同时提升频谱效率（Spectrum Efficiency,SE）和能量效率（Energy Efficiency,EE）。此外,未来的通信网络将含有多样的终端设备,也给无线通信技术带来了多方面的挑战,特别是在能耗和能量效率方面。因此,本论文在考虑免授权频谱公平共享原则及D2D-U系统的分布式结构的基础上,围绕如何利用资源分配算法设计,降低D2D-U系统的能耗、提升能效展开研究工作。首先,本文对d2d在免授权频段上的信道访问机制进行了研究,在d2d端采用扩展卡尔曼滤波方法估计Wi-Fi传输在免授权信道上的负载,并根据此估计为d2d用户设计了一种基于占空比静音（duty-Cycle-Muting,dCM）的信道接入机制,从而为每个d2d确定使用的免授权信道及相应的时隙资源占比。其次,本文提出了一种最小化D2D-U系统总功耗的半分布式资源分配方法,构建以最小化系统总功耗为目标的优化问题,该优化问题包含对d2d用户在BS处产生的同信道干扰进行限制的全局约束项。提出了一种半分布式算法对该优化问题求解,使用该算法每对d2d无需获取其他d2d的本地信息可独立地进行资源分配。所提算法能自适应系统信道状态变化,在系统状态发生变化时无需进行额外操作,能直接收敛到新的最优分配策略。经分析,所设计的算法可以获得与中心式算法相同的最优性能,同时能够有效减少信令开销。进一步,综合考虑D2D-U系统的功耗和传输速率,提出一种最大化系统总EE的半分布式资源分配方法。构建以最大化系统总EE为目标的优化问题,由于该目标函数为非凸优化问题,将目标函数转换为等效的凸函数,提出一种迭代算法以获得原优化问题的最优解。并在此对上述转化后的等效凸优化问题采用半分布式算法求解。最后为D2D-U系统提出了完整的资源分配调度机制,在保证性能的前提下对资源分配过程进行了优化,以减小计算开销。

关键词： D2D-U 免授权频段分布式方法资源分配系统功耗

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免授权频段d2d系统中资源优化算法设计

免授权频段D2D系统中资源优化算法设计

作者：邹智群浙江大学

学位级别：硕士

随着第五代移动通信技术5G（5th Generation Mobile Networks,5G）的高速发展与落地,终端直通通信技术d2d（device to device Communication,d2d）也迎来了更丰富的应用场景与更高的传输需求。由于授权频段频谱资源有限,d2d通信系统的... 详细信息

随着第五代移动通信技术5G（5th Generation Mobile Networks,5G）的高速发展与落地,终端直通通信技术d2d（device to device Communication,d2d）也迎来了更丰富的应用场景与更高的传输需求。由于授权频段频谱资源有限,d2d通信系统的部署可能对已有的蜂窝网络性能造成严重的干扰。为了应对该挑战,业界提出了D2D-U（device-to-device Communication on unlicensed Bands,D2D-U）技术,即允许d2d设备与无线保真（Wireless Fidelity,Wi Fi）系统复用免授权频段频谱资源以提升系统容量,优化传输体验。本论文主要研究D2D-U系统中分布式资源分配优化方案,主要目的是设计分布式的d2d用户频谱及功率资源分配算法,实现在D2D-U系统与Wi Fi系统友好共存的前提下,最大化d2du系统传输性能。为了实现D2D-U系统与Wi Fi系统的和谐共存,本论文首先针对免授权频段Wi Fi负载分别提出了基于深度强化学习以及基于神经网络滤波的估计方法。其中,在基于深度强化学习的模型下,d2d用户通过感知自身与Wi Fi用户在信道中的传输碰撞情况估计Wi Fi负载并调整频谱资源使用策略。而在基于神经网络滤波的模型下,d2d用户直接通过监听信道中Wi Fi用户传输碰撞概率估计活跃的Wi Fi用户数目,进而实现免授权频段负载的估计。两种方法均为分布式算法,d2d用户分别使用Q函数以及非监督目标函数实现神经网络的在线非监督训练。基于上述两种方法获得的Wi Fi传输负载,本论文进一步提出了基于价格模型的分布式D2D-U系统联合资源分配算法。其中,针对传统算法最大化系统吞吐量而忽略系统内部公平性的问题,本论文采用价格模型调整d2d用户之间的传输平衡。此外,本论文利用非监督训练的神经网络完成信道的定价,神经网络在在线训练以及联邦学习的过程中实现收敛,实现d2d用户在满足Wi Fi系统公平传输以及D2D-U系统内部公平传输的前提下,最大化自身数据传输速率。最后,本论文提供了大量数值仿真与分析验证了上述算法的性能,为D2D-U技术相关的后续研究以及部署提供了参考。

关键词： D2D-U 免授权频段资源分配深度强化学习非监督学习在线训练

蜂窝与d2d混合网络中的授权与非授权频段接入方案研究

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蜂窝与D2D混合网络中的授权与非授权频段接入方案研究

作者：韩秋奇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着社会的发展和无线通信技术的不断演进,数据流量业务需求呈现爆炸式增长。为减少带宽需求与供给之间的差异,学术界提出终端直通通信(device-to-device,d2d)技术,该技术可使相邻节点之间不通过基站,利用小区资源直接通信,具有高速率... 详细信息

随着社会的发展和无线通信技术的不断演进,数据流量业务需求呈现爆炸式增长。为减少带宽需求与供给之间的差异,学术界提出终端直通通信(device-to-device,d2d)技术,该技术可使相邻节点之间不通过基站,利用小区资源直接通信,具有高速率、低时延和低功耗的特性,被认为是提高蜂窝网络(Cellular Networks,CNs)频谱效率和系统吞吐量的关键技术。然而,d2d技术也并非是长久之计,移动通信用户急速增长,授权频段有限的频谱资源愈来愈难以满足未来无线网络流量数据的需求,学术界基于此又提出了一种将长期演进技术(Long Term Evolution,LTE)部署在非授权频段(LTE in unlicensed Spectrum,LTE-u)的方案,可有效提升网络容量。受LTE-u的启发,对非授权频段d2d通信技术(d2d in unlicensed Spectrum,D2D-U)的研究也在开展。然而关于蜂窝用户和d2d用户可同时接入非授权频段的研究很少,LTE通信与无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)技术的协议也不尽相同,因此实现LTE-u,D2D-U与WiFi的良好共存仍然存在许多问题,是一个不容小觑的挑战。本文针对上述问题进行了深入探讨与研究。首先,提出了授权与非授权频段下的蜂窝与d2d混合网络,d2d用户在授权频段内复用蜂窝通信的上行链路,同时,蜂窝用户与d2d用户均可接入主要由WiFi用户占用的非授权频段。其次,为使LTE-u,D2D-U和WiFi网络良好共存且保证所有用户的服务质量(Quality of Service,QoS),以原始占空比(dutycycle)机制为基础做了改进,提出了一种基于公平性的duty cycle机制,系统以WiFi网络的数据传输流量变化为基准,自动调整LTE-u和D2D-U在整个时隙中所占的比例。最后,将授权与非授权频段下蜂窝与d2d混合网络中的用户接入构建为混合整数非线性规划问题,为使通信系统传输速率最优,提出了一种基于匹配-迭代的资源分配与用户接入联合优化算法。仿真结果显示,该算法能有效提高通信系统的传输速率,网络容量及频谱利用率。

关键词： LTE-u D2D-U 资源分配用户接入 duty cycle机制

非授权频段上基于用户体验的d2d通信与WiFi友好共存的研究

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非授权频段上基于用户体验的D2D通信与WiFi友好共存的研究

作者：金宇北京交通大学

学位级别：硕士

5G（5th Generation）提出了两个最明显的需求,以用户为中心和更高的系统容量。在5G时代,运营商的运营、优化必然由以网络为中心向以用户为中心迁移。传统的QoS（Quality of Service,服务质量）是从业务提供方的角度保障用户的业务质量,... 详细信息

5G（5th Generation）提出了两个最明显的需求,以用户为中心和更高的系统容量。在5G时代,运营商的运营、优化必然由以网络为中心向以用户为中心迁移。传统的QoS（Quality of Service,服务质量）是从业务提供方的角度保障用户的业务质量,而QoE（Quality of Experence,用户体验质量）是用户对服务的满意程度,假如业务无法保障一定的QoE,就会失去用户,所以基于用户体验的无线通信研究具有重大的意义。与此同时,5G网络必须显著的提高系统容量才能应对移动流量的激增。作为面向5G的关键候选技术,设备到设备（device-to-device,d2d）通信由于潜在的低时延、低功耗、高频谱效率和高数据速率的优势成为研究热点。相对于有限且昂贵的授权频谱,在充足且免费的非授权频谱上部署d2d通信对运营商有更强的吸引力,因此研究 D2D-U（device-to-device communication in unlicensed Spectrum）通信已经成为现如今的热点之一。然而由于WiFi和d2d是两种独立的系统,如果没有有效的共存机制,将导致系统性能显著下降,因此将d2d部署在非授权频段急需解决的就是d2d用户与WiFi用户的共存问题。本文针对在非授权频段基于用户体验的d2d通信和WiFi用户友好共存机制进行了研究,主要内容及创新点如下:第一,提出一种公平 duty-Cycle 算法（Fair duty-Cycle Algorithm,F-dCA）,根据WiFi网络的负载变化,自适应地分配合适的时间比例给D2D-U系统,保证D2D-U系统和WiFi系统总吞吐量最大化的同时兼顾WiFi系统的公平性。第二,在D2D-U系统占用信道的时间内,多个D2D-U对共享信道进行通信。为了控制同信道干扰,提升用户满意度,设计一种基于QoE的功率控制算法,保障D2D-U用户高满意度的情况下,最大化D2D-U系统吞吐量,采用d.C.算法求解,降低计算复杂度。第三,提出一种增强型 LBT 机制（Enhanced Listen Before Talk,ELBT）。具体来说,就是在LBT机制的基础上,引入动态信道切换技术,可以有效防止基站长期占用同一信道对WiFi系统形成的干扰,并提高非授权信道的利用率。第四,采用匹配算法进行资源分配。D2D-U用户复用LTE-u（LTE in unlicensed Spectrum）用户的上行链路进行通信。为了控制同信道干扰,采用基于用户体验的一对一稳定匹配算法来给D2D-U用户分配合适的信道资源。最后通过Matlab仿真验证了本文理论研究的正确性。

关键词： QoE D2D-U WiFi 非授权频段 duty-Cycle 机制 LBT机制