基于改进遗传算法的D2D资源分配策略

安浩杰，彭 艺，刘煜恒，付晓霞

（昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明650500）

引 言

近些年，随着智能设备的发展以及5G时代的到来，用户对网络的速度和容量的要求也随之增高，从而对频谱资源的需求也越来越高。但是传统的蜂窝系统不允许终端设备直接通信，所有的通信数据都要经过蜂窝网络转发，效率和资源利用率都不高，已经无法满足用户日益增长的需求。D2D（Device to device）通信作为一种终端直通手段开始受到广泛的关注［1-3］。D2D技术不需要经过基站转发就能够实现距离较近的两个用户直接进行信息交换，因此有效地提高了通信效率、资源的使用效率以及系统吞吐量。D2D通信按照其复用蜂窝系统资源的方式可以分为正交通信和非正交通信两种模式。正交通信模式中蜂窝用户（Cellular-users，CU）设备与D2D设备频谱是正交的［4-7］，工作在此模式下的用户不会产生干扰，但是这种模式的资源利用率较低。非正交通信模式中CU设备与D2D用户的频谱是非正交的，这种模式下资源使用效率较高，但是由于D2D用户的位置是随机的并且在复用蜂窝系统资源的同时会带来严重的干扰［8-11］。因此干扰控制是D2D通信中的重要研究方向，而系统内的干扰和D2D的功率息息相关，因此可以通过调节发射功率来限制干扰［12］。

D2D用户的功率控制问题一直是近年来的研究热点。文献［13］提出一种启发式算法，当D2D和CU进行信道分配时，会优先满足CU的需要；文献［14］更近一步地对D2D的接入率同各设备之间信道增益的联系进行了分析，并提出了一种基于贪婪思想的启发式资源分配方法，提高了D2D的接入率及系统吞吐量；……