缓存辅助的D2D能量收集中继选择策略*

陈光祖, 黄鑫陈, 谭 冲, 陈 平, 卜智勇

(1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050; 2.中国科学院大学,北京 100049; 3.中国科学院无线传感网与通信重点实验室,上海 200050; 4．国动物联网有限公司,上海 200050)

0 引 言

D2D中继通信叠加在蜂窝通信中能够提高频谱效率,中继选择算法受到广泛研究。现有研究中的中继节点通常都被假定配备电源或电池[1]。但能量收集(energy harvest,EH)技术已经引起了学者研究兴趣[2]。

在中继选择策略方面,大部分研究都使用相同的中继进行接收和传输,无法同时利用最佳可用的源—中继信道和中继—目的节点信道,如果中继具有缓存,则接收中继可以与发送中继不同,因此能够利用两跳最优信道。文献[3,4]考虑了带缓存的中继以提高简单三节点网络的吞吐量。

本文研究了同时具备能量收集能力和缓存的中继通信,提出一种缓存辅助的D2D能量收集中继选择策略(buffer-assisted and energy-harvesting relay selection strategy,BERSS),综合考虑中继用户的缓存状态、能量收集能力、传输速率和中断概率。仿真表明:BERSS获得了更高的成功概率和更低的传输时延。

1 系统模型

图1所示为一个由蜂窝基站BS,蜂窝用户CUs，中继用户RUs和D2D用户DUs组成的通信网络,假设蜂窝通信网络满负载运行,D2D通信以Underlay的方式叠加到蜂窝通信。假设一对DU以协作中继通信的方式建立链接,用户对S表示源节点,D表示目的节点；N个中继用户RU表示为R1,R2,…,RN。中继用户均安装有无线能量收集装置,可以收集周围干扰信号携带的能量存储在电容中,作为唯一能源提供给中继工作时使用。……