协作D2D异构网络的联合资源分配和功率控制*

高寿斌，张 远，万 兵

(1.恩施职业技术学院 信息工程学院，湖北 恩施 445000；2.山东理工职业学院 软件工程学院，山东 济宁 272067；3.重庆水利电力职业技术学院 智能制造学院，重庆 404100)

0 引 言

当前，通信网络对数据传输速率、能效及局域服务的需求不断增长，常规蜂窝网络的访问模式已无法满足日益增长的通信需求，因此迫切需要第五代(5G)移动通信技术对通信模式进行转换。其中，设备到设备(Device-to-Device,D2D)的通信是实现通信模式转换的一项重要技术。

D2D技术能够实现D2D用户(D2D Users,DU)之间的直接通信，无需基站(Base Station，BS)处理，从而有效提高蜂窝网络的频谱效率，减少BS负载，并提升网络中边缘用户的服务质量[1]。但D2D通信技术也存在着DU对复用蜂窝用户(Cellular Users，CU)干扰的问题[2]。因此，设计用于保证网络通信质量的干扰控制策略是D2D通信的核心方法，国内外众多学者对此进行了大量研究。文献[3]针对网络功率分配、准入控制和模式选择开展研究，提出了一种具有干扰约束的外部逼近解决办法。文献[4]提出了一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization，PSO)的信道分配和功率控制方案，得到最大化整体网络吞吐量。文献[5]通过研究D2D网络中的无线电资源分配、模式选择和功率协调需求，实现更高的网络吞吐量。但上述传统资源分配方法存在长距离衰落缺陷，难以满足边缘用户的服务质量(Quality of Service,QoS)需求。文献[6]基于二分匹配理论，提出了一种中继选择和资源分配方案，仿真表明该方法在运行时间和平均效用方面具有良好性能。文献[7]运用空闲的Femtocell基站充当D2D传输对的中继，设计了一种底层D2D网络的功率分配和中继选择方案。……