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基于蜂窝网络和NOMA技术的D2D无线资源管理研究

孙丹丹  
【摘要】:5G将在2020年实现商用,那时的移动网络会接入海量移动用户,这些用户对通信速率以及通信质量的要求也呈爆发式增长。4G无法满足用户更高的通信需求,5G技术应运而生,5G相较于4G可提升100至1000倍的通信速率。基于提高系统通信容量的考虑,本文展开了对5G关键候选技术NOMA及D2D技术的研究。首先,概述了课题的研究背景与研究现状;简要介绍了NOMA技术与D2D技术基本概念。重点介绍了NOMA通信系统中用到的关键技术,如SIC、功率域复用、Turbo编码和LDPC编码。详细分析了NOMA和OFDMA的技术特性。然后对基于蜂窝用户的D2D通信资源分配算法展开研究,分析了几种常见的资源分配算法。针对降低蜂窝用户与D2D用户因复用信道造成的干扰问题,提出了一种改进的资源分配算法。该算法建立用户资源分配规则,先分配复用通信资源后分配专用通信资源,且对蜂窝用户产生干扰较大的D2D对用户不允许接入通信系统。仿真结果表明该算法可以有效降低蜂窝用户与D2D用户之间的干扰,同时最大程度上增加接入通信系统的D2D对用户数。最后分析了NOMA技术与D2D技术结合的通信模型,详细阐述了每个系统模型的问题规划以及求解过程。在已有的双边匹配资源分配算法的基础上进行改进,使得接入系统的D2D用户簇数量得到增加,进而达到提升通信系统容量的目的。仿真结果表明,所提算法相比于其他几种算法可以最大程度上接近最佳算法取得的通信效果。


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