论文部分内容阅读
近年来,随着通信技术的发展和移动终端的普及,现有的网络构架已经无法满足用户的需求。为了提高网络性能,提升用户体验,第五代移动通信技术已经成为全世界移动通信行业的研究热点和技术竞争焦点。其中,D2D(device-to-device)通信技术因其能够提高蜂窝通信系统频谱效率,降低终端发射功率,提高系统容量的特点,受到了国内外专家和学者的关注。但是,现有工作大多集中在资源复用方面,即蜂窝链路和D2D链路共享频谱资源;其次,多数场景只考虑单个蜂窝节点和单个D2D节点对在一跳情况下的传输性能。鉴于此,本文首先提出了一个复杂的D2D多信道下行多跳网络模型。在这个模型中,我们假设D2D用户,蜂窝用户和基站分别服从三个不同的均匀泊松点过程,蜂窝用户通过一跳的方式接收数据,D2D用户通过两跳的方式接收数据。我们把频谱资源分成两部分,一部分分配给蜂窝通信链路,另一部分分配给D2D通信链路。基于这个模型,我们推出了下行网络中的覆盖率以及平均传输速率的理论结果。接着我们对比仿真结果和理论结果并证明了我们的模型可以非常有效的描述干扰行为。最后,我们利用不同的参数设置来分析下行网络性能并给出了最优频谱资源分配方案。在对下行网络研究的基础上,我们又对D2D多信道上行多跳网络进行了深入的研究。与下行网络类似,蜂窝传输者通过一跳的方式传输数据,D2D传输者通过两跳的方式传输数据,但是,传输过程中存在功率控制。基于此模型,我们推出了上行网络中的覆盖率以及平均传输速率的理论结果。对比仿真结果和理论结果,我们可以发现此模型可以非常有效的描述干扰行为。最后,我们分析了在不同参数设置下的上行网络性能并给出了最优信道分配方案。考虑到现有文献仅仅分析了无限区域的传输安全问题,本文提出了一个包含一个D2D传输者,一个D2D接收者和一些窃听者在有限区域传输的无线网络模型并分析了D2D通信在有限区域内的物理层安全。窃听者服从一个均匀的泊松点过程,D2D传输者位于有限区域的中心,D2D接收者位于有限区域的任何位置。有限区域内的D2D传输者企图传输机密数据给D2D接收者,但是其附近的窃听者可以窃听传输过程中数据。基于这个模型,我们推出了在圆形和正多边形有限传输区域的安全可达速率和平均速率的理论结果。接着我们对比仿真结果和理论结果并证明了我们的模型可以非常有效的描述网络的安全性能。最后,我们利用不同的参数设置来分析网络安全性能并对网络工作者如何获得最佳有限传输区域的安全性能给出意见。