刘艳君,郭爱煌

(同济大学 电子与信息工程学院，上海 201804)



蜂窝系统中基于时延的D2D通信模式选择算法*

刘艳君,郭爱煌

(同济大学 电子与信息工程学院，上海 201804)

Fooundation Item:Key Project of National Natural Science Foundation of China(No.61331009)

摘要：D2D(Device-to-Device)通信作为蜂窝网的辅助通信方式，可以有效提高系统容量，具有提高频谱效率、减小时延等优势。模式选择是蜂窝网与D2D联合通信的关键问题之一。提出一种基于时延的D2D通信模式选择算法，该算法引入队列状态信息模型，以队列长度为权重的最大加权算法为调度策略，以时延作为模式选择的标准。通过仿真给出本算法与基于系统容量最大化的模式选择算法的性能比较，仿真结果表明与基于系统容量最大化的模式选择算法相比，本算法所需时延和丢包率均减小约20%。

关键词：无线通信；模式选择；D2D通信；时延

0引言

D2D(Device-to-Device)通信允许用户进行直接的数据通信，无需经过基站进行转发，能够有效地提高系统容量[1-2]。与WLAN、Wifi、蓝牙等技术相比，D2D通信利用蜂窝网的授权频谱资源进行通信，具有更高的可靠性与安全性[3]。

在D2D通信中，模式选择是关键问题之一。最简单的模式选择算法是以接收信号强度或者D2D收发端之间的距离作为模式选择的标准，该方法虽然容易实现，但没有考虑到信道状态信息(Channel State Information，CSI)和干扰信息，性能较差。目前关于D2D模式选择算法的研究，综合考虑了CSI和干扰信息，以系统容量或系统总功率作为目标函数，可以实现系统容量的最大化[4-6]或系统功率的最小化[7-8]。

现有的关于模式选择的研究大多假设用户的缓存是无限的，且用户一直有待传输的数据，而在实际应用中，用户的缓存都是有限的。……