目  录

摘  要

ABSTRACT

1.绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.1.1研究背景 1

1.1.2研究目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1D2D通信 2

1.2.2D2D通信功率控制 2

1.2.3基于中继的D2D通信 3

1.3研究内容 4

1.4研究方案 4

2.基于中继的D2D通信技术 6

2.1D2D通信技术 6

2.1.1D2D通信技术简介 6

2.1.2D2D通信技术的频谱资源复用干扰分析 7

2.1.3D2D通信技术的增强与应用 7

2.2中继技术 8

2.2.1中继通信模型 8

2.2.2中继转发策略 9

2.2.3中继技术应用场景 10

2.3基于中继的D2D通信技术 10

2.3.1应用场景 10

2.3.2资源分配方式 11

3.基于双向AF中继的D2D通信系统联合功率优化方案设计 13

3.1系统模型 13

3.2联合功率优化方案 15

4.仿真结果与分析 21

5.总结与展望 23

参考文献 24

已有成果 27

致谢 28

附录 29

 

摘　　要

 

5G商用化的浪潮正在席卷全球，在超高清视频、云游戏、车联网和智慧城市等领域有重大突破。随着终端数量的爆发式增长，移动用户的通信需求与已有构架的不足之间的矛盾日益凸显，急需发展新型传输技术和网络构架。作为第五代移动通信技术，相较于4G系统，5G具有高速率、低成本和广连接等优势，是真正意义上的融合网络。

D2D技术作为5G的关键技术之一，具有优化系统性能、提升用户体验和扩展蜂窝通信应用的能力，是LTE通信技术的一种补充。D2D通信模式下，数据直接在终端之间传输，无需借助基站中转，减少中转产生的链路增益。与此同时，D2D用户间和D2D用户与蜂窝间可以复用频谱资源，提高频谱利用率。然而当D2D用户距离较远时，数据传输时延增大，优势无法体现。中继技术已广泛应用于4G通信中，由于中继技术可以弥补D2D通信距离受限等不足，将D2D技术与中继技术结合的应用较为普遍。

本文考虑单小区D2D通信场景下，借助AF中继进行双向通信，以进一步提升系统性能。本文提出一种最大化蜂窝链路和D2D链路的总可达速率的联合优化方案。首先综合考虑上下行时隙中D2D链路与蜂窝链路间的干扰问题，建立双目标优化模型，并进一步将其转化为单目标单优化变量模型，通过帕累托算法得到用户功率的最优解。相较于传统优化算法，本算法缩小优化变量的搜索范围，降低了复杂度。仿真结果表明，基于双向AF中继的D2D通信模式性能明显优于普通D2D通信模式。

 

关键词：D2D通信；双向AF中继；帕累托算法；联合优化；功率控制