1、在LTE-A系統(tǒng)中，D2D通信是一項短距離通信技術(shù)，與傳統(tǒng)基站的蜂窩通信相比，在節(jié)省無線資源、減小系統(tǒng)干擾、以及本地數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共享等方面存在著巨大優(yōu)勢和潛力。但是由于無線信道存在信道衰落，當(dāng)兩個D2D用戶距離較遠(yuǎn)時，將無法通過建立D2D直通鏈路進(jìn)行通信。那么此時我們可以考慮在D2D通信中引入中繼技術(shù)，通過中繼節(jié)點(diǎn)協(xié)作D2D用戶進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)中存在大量的空閑用戶設(shè)備可以作為備選中繼，不同的中繼節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作對于中繼系統(tǒng)的性能影響較大。因此本文

2、主要對于D2D中繼系統(tǒng)的中繼選擇問題進(jìn)行研究。
　　首先，研究分析了在單蜂窩網(wǎng)絡(luò)場景下，D2D通信中有無中繼參與協(xié)作兩種環(huán)境下的系統(tǒng)性能。通過分析D2D中繼系統(tǒng)的應(yīng)用場景、資源共享和干擾模型可得，D2D通信過程中選擇復(fù)用蜂窩用戶上行鏈路資源優(yōu)于復(fù)用下行鏈路資源。在復(fù)用上行鏈路資源時，推導(dǎo)并仿真了在SD直傳鏈路和AF、DF兩種中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式下的中繼通信鏈路的信道容量和中斷概率。仿真結(jié)果表明在D2D通信鏈路之間恰當(dāng)?shù)囊胫欣^可以提高系統(tǒng)

3、的性能。
　　其次，研究分析了D2D中繼系統(tǒng)中的中繼選擇算法。在基于瞬時信道狀態(tài)信息的中繼選擇算法基礎(chǔ)上，聯(lián)合考慮用戶的服務(wù)質(zhì)量優(yōu)劣指標(biāo)（傳輸時延和丟包率等），提出了一種改進(jìn)的中繼選擇算法。通過中繼節(jié)點(diǎn)緩存區(qū)內(nèi)的隊列狀態(tài)信息判斷通信鏈路的服務(wù)質(zhì)量優(yōu)劣，并且理論推導(dǎo)分析了改進(jìn)算法的可行性。仿真結(jié)果表明本文提出的中繼選擇算法可以提高系統(tǒng)的吞吐量、降低系統(tǒng)的傳輸時延和丟包率，優(yōu)化了D2D中繼系統(tǒng)的性能。
　　最后，研究分析了D2D

4、多跳中繼系統(tǒng)的中繼選擇算法。利用蜂窩用戶通信的干擾門限和DF中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式下正確解碼門限推導(dǎo)出每跳中繼節(jié)點(diǎn)的功率限制條件，根據(jù)該功率限制條件對備選中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行初選。D2D多跳中繼通信過程由前面多跳和最后兩跳兩個階段實現(xiàn)。前面多跳中繼通信中，根據(jù)最優(yōu)信道狀態(tài)選擇最優(yōu)中繼；最后兩跳中繼通信中，根據(jù)最大最小原則對兩跳鏈路的信道狀態(tài)信息進(jìn)行排序，在前面幾個組成較優(yōu)的中繼集合里，選擇兩跳鏈路信道系數(shù)之和最大的中繼節(jié)點(diǎn)為最優(yōu)中繼。仿真結(jié)果表明本文提出