【摘 要】
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根据最新统计,近10年内数据流量增加了约1000倍。这使得传统的蜂窝网络结构面临着巨大的挑战。设备对设备（D2D）通信在提高频谱利用率、减少传输延迟、卸载流量、扩展带宽、覆盖范围和降低系统能耗等方面具有巨大的潜力。然而,将D2D通信引入传统的蜂窝网络也面临着一些问题和挑战:如何最大限度地减少D2D通信共享频谱资源产生的有害干扰,提高系统的总速率;如何处理实际通信环境中非理想的信道信息。针对以上问题
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根据最新统计,近10年内数据流量增加了约1000倍。这使得传统的蜂窝网络结构面临着巨大的挑战。设备对设备（D2D）通信在提高频谱利用率、减少传输延迟、卸载流量、扩展带宽、覆盖范围和降低系统能耗等方面具有巨大的潜力。然而,将D2D通信引入传统的蜂窝网络也面临着一些问题和挑战:如何最大限度地减少D2D通信共享频谱资源产生的有害干扰,提高系统的总速率;如何处理实际通信环境中非理想的信道信息。针对以上问题,本文提出以下解决方案:（1）针对非理想信道下传统蜂窝网络频谱资源利用率不高的问题,将D2D通信技术引入到传统蜂窝网络中。考虑了部分信道信息为非理想状态,即宏用户到D2D用户通信链路（CU-D链路）,D2D用户传输者与接收者之间通信链路（D-D链路）。并且,构造了一个联合信道选择、接纳控制和功率分配的D2D通信无线网络资源优化问题。最后采用凸优化理论和几何分析的方案求得宏用户和D2D用户的功率最优解。该方案有效地提高了系统的通信总速率。（2）针对非理想信道下D2D单播通信系统中,边缘D2D用户通信质量差的问题。提出了基于非合作博弈论的D2D通信功率控制方案。考虑了所有通信链路瞬时信道状态信息（CSI）服从截断高斯分布的非理想信道模型,并对宏用户与D2D用户进行了分簇管理。在非合作博弈中,基站BS被视为领导者,而D2D用户被视为追随者。使用中断概率约束的方法对宏用户进行服务质量保障（Qo S）。最后利用拉格朗日乘子法求得系统的最优解。仿真结果表明,改算法有效地提高了系统的通信总速率。（3）针对非理想信道下D2D组播通信（D2MD）系统模型中,多个D2D用户同时复用一个授权用户频谱资源而引起的严重信号干扰问题。提出了于基于鲁棒非合作博弈的D2MD通信干扰管理策略。对D2D用户的聚合干扰进行了约束,保障了基站BS的利益最大化。最后使用分布式算法,减少了系统间的信息交换。仿真表明,提出的于基于鲁棒非合作博弈的D2MD通信干扰管理策略具有较低的算法复杂度和较强的鲁棒性。
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