覆盖和覆盖D2D通信网络的传输容量分析（Matlab代码实现）

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我是靠谱客的博主孤独保温杯，最近开发中收集的这篇文章主要介绍覆盖和覆盖D2D通信网络的传输容量分析（Matlab代码实现），觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

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目录

????1 概述

????2 运行结果

????3 Matlab代码实现

????4 参考文献

????1 概述

文献来源：

移动数据流量的日益增长与有限的频谱资源之间的矛盾催生了用以提升频谱空间利用率的设备到设备（Device-to-Device,D2D）通信技术。在D2D通信技术中,邻近设备之间直接进行数据通信,而无需基站（Base Station,BS）参与中转。与传统的蜂窝通信方式相比,D2D通信技术显著地缩短了通信距离,有效地提升了数据传输速率、频谱效率及频谱空间利用率,极大地降低了传输延时、传输功耗及BS的流量负载。因此,D2D通信技术被认为是5G后时代（Beyond Fifth-Generation,B5G）移动通信系统的关键使能技术之一。现有研究发现,D2D通信技术尤其适用于高速率、低延时要求的视频通信场景。但实现D2D网络中的高效视频传输,仍然需要解决三个关键性问题:1)D2D网络中用户需求多元、终端设备多样、无线信道多变,对于视频编码的可伸缩性、灵活性和简单性提出了很高的要求。2)海量视频数据的传输对网络资源的超高需求与网络资源多样、分散、利用率低的现状存在矛盾,需要对网络资源进行全面的协调和综合的调度。3)用户设备的随机接入和断开、用户的移动性和自私性导致D2D协作通常难以实施,需要一个兼具公平性和激励性的协作机制来促进协作的开展和视频内容的分享。

????2 运行结果

部分代码：

%% Program Intitialization
clear;
close all;
clc;
format long g;
%%
% This MATLAB script is to simulate and plot the relationship between relay
% node density (# of relay nodes / sq. m) and the transmission capacity of
% the D2D network (in overlay mode)

% This is the code for CASE 1, where we consider that D2D comms can only
% take place, provided a relay node is present in the "shadow region"

lambda_1 = 0.0003; % D2D density in the area
lambda_2 = 0.0004; % RN density in the area
P_1 = 0.031622; % in Watts ,15 dbm, D2D transmission power
P_2 = 0.031622; % in Watts ,15 dbm, relay node transmission power

T_1 = 1.25893; % 2 db, D2D SIR threshold
T_2 = 1.25893; % 2 db, RN SIR threshold

alpha = 4; % Path loss exponent
R = 35; % D2D link distance

% Values defined in the paper
S = (2*pi/3 - sqrt(3)/2)*R^2;
Pr_e = 1 - exp(-1*lambda_2*S);
A = (4*pi - 36*sqrt(3) + 64)/(12*pi - 9*sqrt(3));
E = A*R;
C_alpha = pi*gamma(1 + 2/alpha)*gamma(1-(2/alpha));

% SIR threshold probability
sir_d_to_rn(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1);
sir_rn_to_d(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1);

transmission_capacity(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1)

% What we want
transmission_capacity(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1); % transmission capacity in bps/Hz

rn_density = [0:0.00001:0.002];
tcs = zeros(1, length(rn_density));
for i = 1: length(rn_density)
x = rn_density(i);
Pr_e = 1 - exp(-1*x*S);
tcs(i) = transmission_capacity(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1);
end

plot(rn_density, tcs);
%% Function definitions
function [prob_d_to_rn] = sir_d_to_rn(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1)
prob_d_to_rn= exp(-0.5*lambda_1*Pr_e*C_alpha*(T_2^(2/alpha))*(E^2)*(((P_2/P_1)^(2/alpha)) + 1));
end

function [prob_rn_to_d] = sir_rn_to_d(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1)
prob_rn_to_d= exp(-0.5*lambda_1*Pr_e*C_alpha*(T_2^(2/alpha))*(E^2)*(((P_1/P_2)^(2/alpha)) + 1));
end

function [tc] = transmission_capacity(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1)
tc = 0.5*lambda_1*Pr_e*sir_d_to_rn(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1)*sir_rn_to_d(lambda_1, Pr_e, C_alpha, T_2, alpha, E , P_2, P_1);

end