device-to-device机会通信中的传输和路由性能研究

《device-to-device机会通信中的传输和路由性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中国科学技术大学硕士学位论文Device—to—Device机会通信中的传输和路由性能研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：刘源通信与信息系统周武肠教授二O一四年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’Sdegree㈣ResearchontheTransmissionandRoutingPerformancesofDevice—to-DeviceOppOrtUniStiCCommunicationAuthor’SName：YuanLi

2、uSpeciality：CommunicationsandInformationSystemsSupervisor：Prof．WuyangZhouFinishedtime：May，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：Ⅺ他S．弓D中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位

3、论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。乜仫开口保密(——年)作者签名：堇!土三压：签字日期：‘Ⅺ¨．孓．?D导师签名：【塑蝇签字日期：如，玳，．和摘要随着个人通信技术的持续发展，通过在移动用户节点间直接建立无线链路

4、并交换数据的Device．to．Device(D2D)通信方式渐现广阔的应用前景。D2D数据传输有利于提升蜂窝小区频谱效率、节省移动终端的能耗并延长其电池寿命。随着D2D设备的普及，通过多跳链路的形式组成的D2D机会通信网络可利用节点的广泛移动性在较大范围内实现随机数据投递和分发，从而显著减轻蜂窝接入网日渐增长的业务负载。然而，D2D节点实时变化的移动规律直接决定着它们间无线传输的信道衰落和丢包特性；移动用户间社会属性的差异显著地影响着它们的接触频率与协作转发概率，从而左右D2D机会投递的性能。因此，本文分别选取衰落无线信道中

5、的无线传输和基于节点社会关系的机会路由两个角度，开展对D2D机会通信性能的研究。从D2D移动节点无线传输的角度出发，基于Mobile．to．Mobile信道模型的衰落特性，提出了一种最优数据包长度的选择策略。通过兼顾考虑信道衰落引起的包丢失和数据包冗余信息对节点间有效载荷数据传输性能的影响，并结合数据包丢失重传所需的开销，给出了一定包长度下传输单位有效载荷所需时间的期望值。通过包长度的优化选取，使D2D节点间的有效载荷传输吞吐量在既定的场景条件下得以最大化。进一步地，结合能反映D2D节点移动速率实时变化特性的RandomWay

6、point(RWP)行走模型，考虑节点在不同速率状态下相互接触平均时间间隔差异的影响，推导出了能最优化在给定的RWP模型下以动态速率移动的D2D节点间传输性能的既定包长值。相应的仿真结果验证了理论推导的正确性，并显示在RWP模型下采用最优既定包长度传输的D2D节点间有效载荷数据的吞吐量较为接近包长值随速率变化动态自适应的理想性能上界，从而能适应多数D2D移动机会通信场景。从D2D用户间的社会特性出发，提出了一种改进的D2D机会通信路由仿真建模方法。该模型结合任意节点对之间分别反映它们微观与宏观社会特性的社会网络距离和社团划分关

7、系，使得节点间的随机接触频率和协作中继转发概率随着它们间社会关系的疏远而逐次降低。仿真表明该模型下节点间的接触频率分布特性与对真实社会性节点追踪所获取数据集的同类结果较为相似。在此基础上，结合相应的机会路由算法，通过仿真及其分析发现：社会网络结构的存在极大地分化了D2D节点间的相互关系和行为特性，从而提升了它们机会投递的性能；自私性的强度及其分布特性都会显著影响机会通信的平均投递率和投递时延，且在节点间的协作行为普遍具有自私倾向的场景下，节点自私性随社会关系亲疏而有摘要差异分布的特点对网络投递性能有积极作用；相比于无条件协作的

8、场景，网络中为其他节点提供中继协作次数最多的若干枢纽节点在具有社会自私性的场景下将承担更大比例的协作转发流量，从而在网络中发挥更显著的作用。关键词：D2D技术机会通信移动无线传输社会特性随机路由IIABSTRACTDuetothecontinuingdevelopmentof