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异构蜂窝网络中联合功率控制的终端直通通信资源分配

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资料介绍

　　针对异构蜂窝网络中终端直通（ D2D）用户和小蜂窝用户复用宏蜂窝用户资源产生的干扰问题，提出一种联合功率控制的资源分配方案。首先，在满足用户信号干扰噪声比（ SINR）和发射功率约束条件的前提下，根据系统干扰模型推导出每个D2D用户和小蜂窝用户复用宏蜂窝用户信道资源时的最优发射功率；其次，将用户的信道选择规划成用户和信道之间的双边匹配问题，采用延迟接受（ Gale-Shapley）算法得到一个稳定的匹配解；最后，以所得的匹配解为初始条件，通过交换搜索算法进一步优化分配方案。仿真结果表明，该方案的系统总容量和能量效率分别是最优解的93. 620/0和92. 140/0，与随机资源分配方案、无功率控制和交换搜索的分配方案，以及有功率控制无交换搜索的分配方案相比，系统容量平均增幅分别为48. 29%、15. 97%和4.8%，系统能量效率平均增幅分别为62. 72%、44.48%和4.45%。该方案能够达到近似最优的系统总容量，有效提高频率利用率和能量效率。

　　随着通信技术的发展、物联网及多媒体等应用的广泛使用，移动通信网络的数据流量获得爆炸性的增长。终端直通（ Device-to-Device．D2D）通信具有较高的无线传输速率和较低的时延，有着广阔的应用前景［1-3］。因此，未来的5G网络将是由宏蜂窝用户（ Cellular User，CU）、小蜂窝用户、D2D用户（ D2D User，DU）共存的混合通信网络。因为D2D用户、小蜂窝用户和宏蜂窝用户共享信道资源时会产生严重的同频干扰，所以如何有效地进行干扰管理、提高频谱资源利用率是当前研究的热点。