传统的功率分配算法由于复杂的矩阵运算与迭代所造成的高时延,在实际通信中实时获取信道信息十分困难,当前重要的研究方向是在系统性能和计算复杂度之间找到有效平衡。针对终端直通(Device-to-Device,D2D)用户与蜂窝用户的联合功率分配...传统的功率分配算法由于复杂的矩阵运算与迭代所造成的高时延,在实际通信中实时获取信道信息十分困难,当前重要的研究方向是在系统性能和计算复杂度之间找到有效平衡。针对终端直通(Device-to-Device,D2D)用户与蜂窝用户的联合功率分配问题,提出一种异构功率控制图神经网络(Heterogeneous Power Control Graph Neural Network,HPCGNN)算法,旨在最大化所有用户的加权和速率。首先通过构建干扰的异构图,将信道和噪声等信息嵌入到图的节点和边;再由HPCGNN完成消息传递和更新,采用无监督学习方式优化深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)参数,最终得到最佳的功率分配。仿真结果表明,相较于其他深度学习算法,所提算法能够有效提高系统性能,且在损失5%性能下相较分式规划(Fractional Programming,FP)能降低82%~98%的时间复杂度。展开更多
对D2D(Device to Device)通信系统的隐蔽通信问题进行研究,提出了一种基于智能反射面(Intelligent Reflecting Surfaces,IRS)的D2D通信系统,该系统采用双IRS模式。首先分析了各信号的信干噪比(SINR)和各自的期望值,并据此推导出系统遍...对D2D(Device to Device)通信系统的隐蔽通信问题进行研究,提出了一种基于智能反射面(Intelligent Reflecting Surfaces,IRS)的D2D通信系统,该系统采用双IRS模式。首先分析了各信号的信干噪比(SINR)和各自的期望值,并据此推导出系统遍历总容量的解形式,接着针对隐蔽通信建立了二元假设问题,推导出误检测率的解形式,并据此计算出平均最小误检测率。除此之外,还分析了无IRS系统的遍历总容量和平均最小误检测率,与双IRS系统进行对比。仿真结果表明,双IRS系统的遍历总容量和平均最小误检测率优于无IRS系统,双IRS系统能够比传统的无IRS系统获得更高的容量和更低的误检测率。展开更多
在不可靠信任环境下,考虑设备到设备(Device-to-Device,D2D)辅助边缘计算中的时效性问题,针对多用户单服务器的场景,基于用户间社会关系与交互行为,构建端到端信任模型及联合服务缓存和卸载决策优化模型,以最小化平均响应时延;提出基于...在不可靠信任环境下,考虑设备到设备(Device-to-Device,D2D)辅助边缘计算中的时效性问题,针对多用户单服务器的场景,基于用户间社会关系与交互行为,构建端到端信任模型及联合服务缓存和卸载决策优化模型,以最小化平均响应时延;提出基于信任的服务缓存及卸载(Trust-based Service Caching and Task Offloading,TCO)算法,将原问题分解为多个子问题,将服务缓存子问题转换为背包问题,使用动态规划法进行求解,将D2D中继选择子问题建模为最短路径问题,使用Dijkstra算法求解,采用轮询比较方式完成最终的卸载策略。实验仿真验证了所提算法能够有效提高缓存命中率,降低用户响应时延,保障系统的时效性。展开更多
针对信道状态信息未知SWIPT-D2D(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Device to Device)无线通信网络环境下设备间信号干扰以及设备能量损耗问题,提出通过使用近端策略优化(Proximal Policy Optimization,PPO)算法,...针对信道状态信息未知SWIPT-D2D(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Device to Device)无线通信网络环境下设备间信号干扰以及设备能量损耗问题,提出通过使用近端策略优化(Proximal Policy Optimization,PPO)算法,在满足蜂窝用户通信质量要求的前提下同时对D2D用户的资源块、发射功率以及功率分割比三部分进行联合优化。仿真结果表明,所提算法相比于其他算法能够为D2D用户制定更好的资源分配方案,在保证蜂窝用户保持较高通信速率的同时使D2D用户获得更高的能效。同时,当环境中用户数量增加时,所提算法相比于Dueling Double DQN(Deep Q-Network)以及DQN算法,D2D能效分别平均提高了15.95%和23.59%,当通信网络规模变大时所提算法具有更强的鲁棒性。展开更多
在无中心飞行器集群网络中,非直通条件节点间不同的中继路径可能导致较大路径损耗落差,为有限资源前提下网络传输能力的提升带来困难。参考5G移动通信中的终端直通(Device to Device,D2D)技术与中继通信中的虚拟多输入多输出(Multiple-I...在无中心飞行器集群网络中,非直通条件节点间不同的中继路径可能导致较大路径损耗落差,为有限资源前提下网络传输能力的提升带来困难。参考5G移动通信中的终端直通(Device to Device,D2D)技术与中继通信中的虚拟多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,提出一套D2D通信与虚拟MIMO技术结合的无中心飞行器集群网络传输方案。重点研究在正交资源模式下,将不同的协作传输协议与空时编码进行组合,在信噪比、误比特率、接入概率等方面对通信性能的影响。仿真结果表明:D2D通信与虚拟MIMO技术结合的传输方案在不增加资源的前提下,对集群网络的通信性能有明显提升,且引入分布式空时编码可进一步优化误比特率性能,但3种传输协议在不同传输质量评价方向的改善有所不同。展开更多
针对移动边缘系统低功耗的需求,基于随机几何理论,研究了不同场景下D2D协作边缘缓存系统中移动设备的能耗。将请求用户和空闲用户的动态分布建模为相互独立的齐次泊松点过程(Homogeneous Poisson Point Process,HPPP),综合考虑移动设备...针对移动边缘系统低功耗的需求,基于随机几何理论,研究了不同场景下D2D协作边缘缓存系统中移动设备的能耗。将请求用户和空闲用户的动态分布建模为相互独立的齐次泊松点过程(Homogeneous Poisson Point Process,HPPP),综合考虑移动设备的平均能耗与请求业务卸载概率、空闲设备激活概率和D2D通信重传概率的关系,推导出与缓存数量相关的请求设备平均能耗、空闲设备平均能耗的表达式,并仿真探讨了不同用户密度和不同内容流行度下移动设备能耗和缓存数量的关系。仿真结果表明,不同场景下优化缓存数量可以有效降低D2D协作边缘缓存系统移动设备的能耗。展开更多
在设备到设备通信的车联网场景(Vehicle to Everything-Device to Device,V2X-D2D)下,信道的快速时变会导致基站(Base Station,BS)端通常无法获取完美信道状态信息(Channel State Information,CSI).为解决现有频谱分配方案不适用于V2X-...在设备到设备通信的车联网场景(Vehicle to Everything-Device to Device,V2X-D2D)下,信道的快速时变会导致基站(Base Station,BS)端通常无法获取完美信道状态信息(Channel State Information,CSI).为解决现有频谱分配方案不适用于V2X-D2D场景的问题,考虑车对车(Vehicle-to-Vehicle,V2V)链路可靠性、最大发射功率、频谱复用的约束,建立V2X的场景模型与通信模型.明确了在满足V2V链路可靠性的前提下,最大化车与基础设施(Vehicle to Infrastructure,V2I)链路的遍历容量的优化目标;在考虑信道快速时变影响的情况下,推导V2V链路的中断概率、V2I链路遍历容量的闭式表达式;针对一对一模式和一对多模式下的频谱分配问题,分别提出基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案和基于图着色-偏好列表的频谱分配方案.仿真结果表明:与现有算法相比,基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案接入率更高、复杂度更低,基于图着色-偏好列表的频谱分配方案也具有接入率、频谱利用率高的优势.展开更多
文摘传统的功率分配算法由于复杂的矩阵运算与迭代所造成的高时延,在实际通信中实时获取信道信息十分困难,当前重要的研究方向是在系统性能和计算复杂度之间找到有效平衡。针对终端直通(Device-to-Device,D2D)用户与蜂窝用户的联合功率分配问题,提出一种异构功率控制图神经网络(Heterogeneous Power Control Graph Neural Network,HPCGNN)算法,旨在最大化所有用户的加权和速率。首先通过构建干扰的异构图,将信道和噪声等信息嵌入到图的节点和边;再由HPCGNN完成消息传递和更新,采用无监督学习方式优化深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)参数,最终得到最佳的功率分配。仿真结果表明,相较于其他深度学习算法,所提算法能够有效提高系统性能,且在损失5%性能下相较分式规划(Fractional Programming,FP)能降低82%~98%的时间复杂度。
文摘对D2D(Device to Device)通信系统的隐蔽通信问题进行研究,提出了一种基于智能反射面(Intelligent Reflecting Surfaces,IRS)的D2D通信系统,该系统采用双IRS模式。首先分析了各信号的信干噪比(SINR)和各自的期望值,并据此推导出系统遍历总容量的解形式,接着针对隐蔽通信建立了二元假设问题,推导出误检测率的解形式,并据此计算出平均最小误检测率。除此之外,还分析了无IRS系统的遍历总容量和平均最小误检测率,与双IRS系统进行对比。仿真结果表明,双IRS系统的遍历总容量和平均最小误检测率优于无IRS系统,双IRS系统能够比传统的无IRS系统获得更高的容量和更低的误检测率。
文摘在不可靠信任环境下,考虑设备到设备(Device-to-Device,D2D)辅助边缘计算中的时效性问题,针对多用户单服务器的场景,基于用户间社会关系与交互行为,构建端到端信任模型及联合服务缓存和卸载决策优化模型,以最小化平均响应时延;提出基于信任的服务缓存及卸载(Trust-based Service Caching and Task Offloading,TCO)算法,将原问题分解为多个子问题,将服务缓存子问题转换为背包问题,使用动态规划法进行求解,将D2D中继选择子问题建模为最短路径问题,使用Dijkstra算法求解,采用轮询比较方式完成最终的卸载策略。实验仿真验证了所提算法能够有效提高缓存命中率,降低用户响应时延,保障系统的时效性。
文摘针对信道状态信息未知SWIPT-D2D(Simultaneous Wireless Information and Power Transfer Device to Device)无线通信网络环境下设备间信号干扰以及设备能量损耗问题,提出通过使用近端策略优化(Proximal Policy Optimization,PPO)算法,在满足蜂窝用户通信质量要求的前提下同时对D2D用户的资源块、发射功率以及功率分割比三部分进行联合优化。仿真结果表明,所提算法相比于其他算法能够为D2D用户制定更好的资源分配方案,在保证蜂窝用户保持较高通信速率的同时使D2D用户获得更高的能效。同时,当环境中用户数量增加时,所提算法相比于Dueling Double DQN(Deep Q-Network)以及DQN算法,D2D能效分别平均提高了15.95%和23.59%,当通信网络规模变大时所提算法具有更强的鲁棒性。
文摘在无中心飞行器集群网络中,非直通条件节点间不同的中继路径可能导致较大路径损耗落差,为有限资源前提下网络传输能力的提升带来困难。参考5G移动通信中的终端直通(Device to Device,D2D)技术与中继通信中的虚拟多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,提出一套D2D通信与虚拟MIMO技术结合的无中心飞行器集群网络传输方案。重点研究在正交资源模式下,将不同的协作传输协议与空时编码进行组合,在信噪比、误比特率、接入概率等方面对通信性能的影响。仿真结果表明:D2D通信与虚拟MIMO技术结合的传输方案在不增加资源的前提下,对集群网络的通信性能有明显提升,且引入分布式空时编码可进一步优化误比特率性能,但3种传输协议在不同传输质量评价方向的改善有所不同。
文摘针对移动边缘系统低功耗的需求,基于随机几何理论,研究了不同场景下D2D协作边缘缓存系统中移动设备的能耗。将请求用户和空闲用户的动态分布建模为相互独立的齐次泊松点过程(Homogeneous Poisson Point Process,HPPP),综合考虑移动设备的平均能耗与请求业务卸载概率、空闲设备激活概率和D2D通信重传概率的关系,推导出与缓存数量相关的请求设备平均能耗、空闲设备平均能耗的表达式,并仿真探讨了不同用户密度和不同内容流行度下移动设备能耗和缓存数量的关系。仿真结果表明,不同场景下优化缓存数量可以有效降低D2D协作边缘缓存系统移动设备的能耗。
文摘在设备到设备通信的车联网场景(Vehicle to Everything-Device to Device,V2X-D2D)下,信道的快速时变会导致基站(Base Station,BS)端通常无法获取完美信道状态信息(Channel State Information,CSI).为解决现有频谱分配方案不适用于V2X-D2D场景的问题,考虑车对车(Vehicle-to-Vehicle,V2V)链路可靠性、最大发射功率、频谱复用的约束,建立V2X的场景模型与通信模型.明确了在满足V2V链路可靠性的前提下,最大化车与基础设施(Vehicle to Infrastructure,V2I)链路的遍历容量的优化目标;在考虑信道快速时变影响的情况下,推导V2V链路的中断概率、V2I链路遍历容量的闭式表达式;针对一对一模式和一对多模式下的频谱分配问题,分别提出基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案和基于图着色-偏好列表的频谱分配方案.仿真结果表明:与现有算法相比,基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案接入率更高、复杂度更低,基于图着色-偏好列表的频谱分配方案也具有接入率、频谱利用率高的优势.
