具有排除区域的底层蜂窝网络中的 D2D 组播

底层设备到设备（D2D）组播通信有潜力提升蜂窝网络性能。然而，蜂窝用户（CU）与 D2D 组播组（MG）间的同信道干扰限制了此类通信的增益。允许 CU 周围设立排除区域（任何 MG 的接收机均不能存在于其中）是一种现实且务实的方法，可减小蜂窝传输对 D2D 组播接收的同信道干扰。我们采用基于随机几何的方法对该场景建模。具体而言，我们分别用齐次泊松点过程（PPP）和泊松孔过程（PHP）对 CU 与 D2D MG 接收机的位置建模。我们将网络总和吞吐量最大化问题表述为带有蜂窝与 MG 用户最大发射功率及可接受服务质量约束的 MG 信道与功率联合分配问题。我们确定 MG 信道分配问题的计算复杂度在 MG 数量与可用蜂窝信道数量上均呈指数级。随后，我们将该问题分解为两个子问题：子集选择问题与子集信道分配问题。基于在多种场景下对子集选择问题最优解数值分析所得观察与见解，我们提出了一种计算高效方案，对子集选择问题可达到近乎最优性能。我们进一步给出了一种计算高效算法，对子集信道分配问题可达到近乎最优性能。最后，结合这两种方案，我们给出了一种计算高效且近乎最优的信道分配问题求解方案，并给出了关于最优系统性能随不同系统参数变化的多种结果与见解。