最大化吞吐量：异构网络中多用户D2D模式选择优化算法

"异构网络下基于全网吞吐量最优的多用户D2D模式选择算法，涂雅傲，王冬宇，D2D技术，通信质量，SINR优化，功率分配，二分图最大匹配算法，多用户全局最优，微网络，吞吐量提升" 这篇论文探讨的是在异构无线网络环境下，如何通过优化多用户D2D(Device-to-Device)通信模式的选择来最大化整个网络的吞吐量。D2D技术允许设备之间直接复用小区频率资源进行通信，减少了对基站的依赖，从而提升了通信效率。在这样的背景下，如何保证传统用户的通信质量并同时允许多用户进行D2D通信成为了一个关键问题。 论文提出了一种新的算法，该算法首先优先确保原用户（即非D2D用户）的通信质量，然后依据最大化D2D用户信干比（SINR）的原则，对D2D用户在复用模式、专用模式和蜂窝模式下的功率进行分配。这里的复用模式指的是D2D通信与传统通信共享频谱，专用模式是D2D用户独占特定频段，而蜂窝模式则是通过基站进行通信。 接下来，论文引入全网吞吐量最高的目标，采用赋权二分图最大匹配算法来实现多用户之间的全局最优模式选择。这种算法能确保在满足各个用户需求的同时，整体系统性能达到最优。 为了验证算法的有效性，论文进行了仿真分析，模拟了微网络中用户数量较少和较多两种情况，观察多个D2D用户对之间的模式选择如何随着用户对之间最大距离的变化而变化。仿真结果表明，不论在何种场景下，与近年来的主流国际算法相比，本文提出的算法都能显著提高全网用户的总吞吐量。 这篇论文的核心知识点包括： 1. 异构网络环境中的D2D通信技术及其频谱复用策略。 2. 优化D2D模式选择以最大化网络吞吐量的算法设计。 3. 以SINR优化为基础的功率分配策略。 4. 赋权二分图最大匹配算法在多用户模式选择中的应用。 5. 仿真分析在不同网络条件下的性能比较。 这些内容对于理解D2D通信在异构网络中的优化策略，以及如何在保障服务质量的同时提高网络资源利用率具有重要意义。