扇区分隔下D2D通信的几何吞吐量优化分析

"本文深入探讨了在扇区划分的蜂窝网络中，设备到设备（D2D）通信的基于几何的吞吐量分析。通过应用功率发射密度（PED）的干扰建模方法，研究如何在确保满足宏小区和D2D通信的信号干扰比（SIR）要求的情况下，启用多个并发的D2D对。为了防止干扰，文章提出了一个基于区域的排他性分析模型，用于计算从D2D用户到基站、到发送蜂窝用户以及到其他通信中的D2D对的保护距离。当上行链路资源被重用时，这一模型尤为重要。利用这些保护距离，分析了不同扇区资源分配策略下D2D通信所能提供的最大吞吐量提升的边界。仿真结果验证了分析的准确性，并为包含底层D2D通信的未来蜂窝网络部署提供了指导。" 本文的核心知识点包括： 1. **设备到设备（D2D）通信**：D2D通信是一种直接在设备之间进行数据传输的方式，无需经过基站，能有效提高网络的吞吐量和频谱效率，减少传输延迟。 2. **功率发射密度（PED）的干扰建模**： PED方法用于量化和管理通信中产生的干扰，确保网络的稳定性和性能。在本文中，它用于确定D2D通信的最佳设置。 3. **信号干扰比（SIR）**：SIR是衡量信号强度与干扰强度的指标，是评估通信质量的关键参数。本文中，SIR的要求对D2D通信的可行性与性能有着直接影响。 4. **基于区域的排他性分析模型**：为了降低干扰，提出了一个基于区域的模型，该模型确定了D2D用户与其他通信实体之间必须保持的安全距离，以保证通信质量和网络稳定性。 5. **上行链路资源重用**：当D2D用户可以重用上行链路资源时，可能会增加干扰。因此，模型需要考虑到这一点，计算出合适的保护距离。 6. **最大吞吐量改善边界**：通过保护距离，分析了在不同扇区资源分配策略下，D2D通信可以达到的最大吞吐量提升的理论上限。 7. **仿真验证**：通过广泛的仿真实验，验证了分析模型的有效性和预测的吞吐量改善情况，这为实际网络设计提供了可靠的依据。 8. **对未来蜂窝网络的指导**：研究结果对包含D2D通信的未来蜂窝网络部署具有指导意义，有助于优化网络配置，提升整体性能。 这些知识点对于理解D2D通信在蜂窝网络中的应用、干扰管理策略以及网络性能优化具有重要价值。