MWQ算法优化D2D通信：低时延与节能的跨层设计

本文主要探讨了基于最大加权队列（MWQ）的终端到终端（D2D）通信时延感知跨层设计算法。在现代移动通信中，D2D通信因其能够提高频谱效率和降低延迟而备受关注。MWQ控制策略利用李雅普诺夫优化理论，这是一种旨在确保系统稳定性并优化时延性能的跨层控制方法。 在D2D通信场景下，实时性和低时延是关键特性。MWQ算法结合了物理层（PHY）的信道状态信息（CSI）和介质访问控制层（MAC）的队列状态信息（QSI），通过动态调整D2D节点的功率来最大化系统吞吐量。这种策略使得算法能够根据当前网络条件实时调整传输策略，从而达到更好的时延性能。 本文提出了一种针对D2D通信的MWQ算法，将其与固定功率分配算法、基于CSI算法和基于QSI算法进行了对比。通过仿真结果可以看出，当数据包平均到达率超过10 Mb/s时，MWQ算法能够显著降低平均时延，大约减少约0.5秒，这意味着在网络繁忙时，它能有效应对高数据流量带来的延迟问题。同时，在保持相同平均时延的情况下，MWQ算法可以节省大约26分贝的功率消耗，这在能源效率上是一个重要的改进。 因此，MWQ算法在D2D通信中的应用对于实现低时延、高效率的通信服务具有重要意义。它提供了一种有效的跨层设计策略，有助于优化移动通信系统的性能，对于移动通信网络的设计者和优化者来说，是实现低时延D2D通信的重要参考依据。未来的研究可以进一步探索如何在复杂网络环境中优化MWQ算法，以适应更多的应用场景和挑战。