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在蜂窝网络中引入设备到设备(D2D,Device-to-device)通信,邻近用户之间的通信可以不经过基站(BS,Base Station)的中继而直接传输,从而提高整个蜂窝系统的资源利用率。然而,D2D通信的引入会使得D2D通信信号变成干扰的新来源,使蜂窝链路受到D2D传输的干扰,而D2D链路不仅会受到其他D2D用户传输造成的干扰,而且会受到来自蜂窝链路的干扰。因此,为保证蜂窝用户(CU,Cellular User)和D2D用户的共存,干扰管理是必不可少的。功率控制是减轻无线网络中的干扰的有效方法之一,它被广泛地用在当前的无线系统中。本文首先针对蜂窝网络中引入D2D通信之后,对D2D用户与蜂窝用户存在相互干扰场景,提出了一种基于干扰对齐(IA,Interference Alignment)的功率控制算法。该算法通过IA技术使得所有的D2D用户能够同时占用可使用的子载波;同时,控制每一个D2D用户在子载波上的功率,使所有D2D用户在对CU产生的干扰小于干扰阈值的前提下,D2D用户系统的速率和达到最大。仿真结果表明,与传统的频分多址(FDMA,Frequency Division Multiple Access)系统的部分功率控制算法相比,该功率控制算法在干扰阈值为10dBm时,所得到的D2D用户的总速率和提升约6bit/s/Hz。本文针对基于IA的功率控制算法的高计算复杂度这一缺点,提出了一种基于IA的功率控制改进算法。该改进算法控制每一个D2D用户在子载波上的功率时运用注水迭代使所有D2D用户在对蜂窝用户产生的干扰小于更新的干扰阈值前提下,D2D用户系统的速率和达到最大。仿真结果表明,与传统的FDMA的部分功率控制算法相比,该功率控制算法在干扰阈值为10dBm时,所得到的D2D用户的总速率和提升约5bit/s/Hz,而且明显降低了计算复杂度。本文又针对D2D通信复用蜂窝网络下行资源通信的场景中D2D通信的安全问题提出了一种基于功率控制的D2D通信安全速率优化算法,以增强基于D2D通信的物理层安全性,并同时保证蜂窝用户的数据速率要求。首先,考虑系统场景中存在窃听者窃听D2D发送端的信息。然后,提出D2D通信的安全区域,当D2D驻留在安全区域外时,不允许D2D共享CU的频谱,以避免窃听者窃听D2D的有用信息。当D2D驻留在安全区域内时,通过优化D2D和CU的发射功率来最大化D2D的安全速率。仿真结果表明,与使用随机接入算法相比,当信干噪比为15dB时,所提出算法的D2D安全率提高了2.8bps/Hz。