分布式D2D资源分配算法：蜂窝用户QoS保证

"基于蜂窝用户QoS保证的分布式D2D资源分配算法" 本文主要探讨的是在蜂窝网络与设备到设备（Device-to-Device, D2D）通信的异构环境中，如何实现对资源的有效分配，以确保蜂窝用户的服务质量（Quality of Service, QoS）同时最大化D2D用户的总吞吐量。这项研究由北京邮电大学信息与通信工程学院的钱壮壮和彭涛共同完成，他们专注于D2D通信、认知无线电、软件无线电、CRAN与超密集网络以及无线通信系统安全等领域。 在D2D通信中，设备可以直接相互通信，而不必经过基站，这有助于提高频谱效率和数据传输速度。然而，这种直接通信模式可能会影响到蜂窝用户的正常服务，因此需要一个智能的资源分配策略来平衡两者的需求。本文提出了一种分布式算法，该算法旨在解决在保证蜂窝用户信号对干扰比（Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio, SINR）门限的前提下，如何优化D2D用户的资源利用率。 算法的核心是将原问题分解为两个子问题。第一个子问题是针对全体D2D用户在所有资源上的总吞吐量最大化的优化。这个问题通过构建一个博弈模型并转化为凸优化问题来解决，通过迭代方法找到最优解。第二个子问题则关注每个D2D用户在多个资源上的功率分配，采用同步迭代注水算法来确定最佳功率分配策略。这两个子问题的解决方案结合起来，形成了处理原始问题的整体算法。 通过仿真，该算法表现出了显著的效果：在确保蜂窝用户SINR门限不受影响的情况下，显著提升了D2D通信的总体吞吐量。这一成果对于理解和优化未来移动通信网络中的D2D通信具有重要的理论和实践意义，特别是在高密度用户环境和有限频谱资源的情况下，能够提供更好的服务质量和用户体验。 关键词涉及的领域包括通信与信息系统、D2D通信、异构网络和资源分配。这些关键词反映了研究的核心内容和应用背景，其中“中图分类号：TN929.5”是中国图书馆分类法对电信学领域的分类标记，表示这是一项电信技术的研究。这项工作为D2D通信在蜂窝网络中的有效集成提供了理论基础，并为实际网络设计提供了有价值的参考。