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密集D2D网络中基于图着色的资源分配算法
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更新于2024-08-26
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"基于图着色的密集D2D网络资源分配算法" 本文是一篇研究论文,探讨了在密集的设备到设备(D2D,Device-to-Device)通信网络中的资源分配问题。D2D通信允许设备之间直接通信,提高了频谱效率,尤其是在蜂窝网络中。然而,当D2D用户数量超过蜂窝用户时,传统的资源复用策略可能无法有效地管理和分配频谱资源,导致网络性能下降。 针对这一挑战,作者提出了一个基于图着色理论的D2D网络干扰协调频谱资源分配算法。图着色是图论中的一个概念,用于给图的各个节点分配颜色,使得相邻节点颜色不同,以此类比,可以将不同的颜色看作不同的通信资源,确保D2D用户对之间的通信互不干扰。通过这种方式,算法能够实现信道资源的多重复用,从而增加网络负载能力和吞吐量。 此外,作者还提出了一种改进的资源分配策略,旨在提高D2D用户的公平性。该策略考虑了用户间的资源分配平衡,旨在减少“饥饿”现象,即某些D2D用户因资源不足而无法有效通信的概率。 仿真结果显示,所提出的算法能够在降低D2D用户获取信道资源的饥饿概率的同时,显著提升网络的信道资源空间复用率和系统吞吐量。这表明该方法对于优化密集D2D网络性能具有积极影响。 关键词涵盖了D2D网络、干扰协调、资源分配、图论着色、吞吐量和接入率,这些是理解论文核心内容的关键术语。论文的贡献在于提供了一个新颖的解决方案,解决了D2D通信在高密度环境下的资源分配难题,对于未来物联网和无线通信系统的能效优化和干扰管理具有参考价值。
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计 算 机 工 程
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!物联网专题!
文章编号" !"""#$%&'#&"!($"&#""" " #"" ) ) ) 文献标志码" *) ) ) 中 图 分 类 号 " +,$(!
基金项目"国家自然科学基金!(&"%&$+' "(&*%&$') "(&!$%&%(%&& "(&(*&%&& # %
作者简介"孙彦赞!&'+$&# "男"讲师'博士"主研方向为物联网'无线通 信资 源管 理'能 效优 化'干 扰协 调$范 卫 蓉"硕 士研 究 生$张舜 卿'
王# 涛"教授'博士$吴雅婷"副教授'博 士 %
收稿日期"$%&+:%!:%+ # # 修 回 日 期 "$%&+ :%" :%+ # # -#./01"43.W3.L) .,LM)$+K)$>.
基于图着色的密集 5&5网络资源分配算法
孙彦赞
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!范卫蓉
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!张舜卿
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!吴雅婷
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! 上海大学 3$上海先进通信与数据科学研究院$ 2$特种光纤与光接入网重点实验室$
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摘# 要" 蜂窝设备到设备! F$F# 网络通过 F$F用户与蜂窝用户的上行链路复用"可大幅提高网络的频谱效率% 但
当
F$ F用户数大于蜂窝用户数时"即在 F$F密集部署场景下"传 统 的资源复用算法不能 满 足 F$ F用 户 的 频 谱 资
源需求% 针对该问题"提出基于图着色理论的 F$ F网络干扰协调频谱资源分配算 法"可实 现 信道资 源 在多个 F$ F
用户对间的多重复用"从而提升网络负载能 力"改 善 网 络 吞 吐 量% 在此 基 础 上"给出一种 改 进 的 资 源 分 配 算 法"以
提高 F$ F用户的公平性% 仿真结果表明"该算法在 降 低 F$ F用 户 获 取 信道资源 4 饥 饿 5 概 率 的 同 时"能 够 提 升 网
络信道资源的空间复用率及系统吞吐量%
关键词" 蜂窝 F$F网络$干扰协调$资源分配$图论着色$吞吐量$接入率
中文引用格式"孙彦赞"范卫蓉"张 舜 卿" 等$基 于 图 着 色 的 密 集 F$ F网 络 资 源 分 配 算 法 ( 8) $计 算 机 工 程"$%&' "
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")概述
未来十年"物联网 领 域 的 服 务 对 象 将扩 展 至各
行业用户"各种智能终端的普及"将导致 移动数据 流
量呈现爆炸式的 增 长% 蜂 窝 设 备 到 设 备 ! F+P0>+:*":
F+P0>+"F$F# 网络"可实 现 F$F用户与 蜂窝用户上
行链路的资源复用"从而大幅提高网络 频谱利 用 率"
但同时也会造 成 严 重的 网络层 间 干 扰问 题
(&"$ )
% 随
着用户 终 端 的 进 一 步 增 长"将 产 生 F$F用 户 数 ! 包
括 F$ F发射端 和 F$ F接 收 端 # 大 于 蜂窝 用 户 的 网
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