基于博弈論的D2D通信中繼選擇和功率分配研究.pdf

1、終端直通技術(shù)(Device-to-Device，D2D)支持終端用戶直接連接進(jìn)行通信，能夠提高系統(tǒng)容量和本地服務(wù)的靈活性，可以作為蜂窩網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充。引入節(jié)點(diǎn)中繼可以擴(kuò)大D2D通信距離并提高可靠性，使得D2D通信更具研究意義和價(jià)值。在考慮引入中繼來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)性能時(shí)，由于每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的地理位置和信道衰落參數(shù)不同，以及數(shù)據(jù)傳輸能力等存在差異，如何選擇合適的中繼節(jié)點(diǎn)及其發(fā)送功率來(lái)協(xié)助D2D通信是一個(gè)重要的問(wèn)題。
　　由于可以將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)

2、用戶看作理性而自私的個(gè)體，它們會(huì)因?yàn)闋?zhēng)奪資源而相互競(jìng)爭(zhēng)，這種決策主體的對(duì)抗和選擇問(wèn)題可利用博弈論有效的解決。因此，中繼協(xié)助D2D通信系統(tǒng)引入博弈論能夠有效的分析和解決資源分配問(wèn)題。本文基于上述背景，針對(duì)解碼轉(zhuǎn)發(fā)(Decode and Forward，DF)的中繼協(xié)議，研究和分析了D2D通信中繼節(jié)點(diǎn)選擇及功率分配問(wèn)題。0本文以系統(tǒng)吞吐量為優(yōu)化目標(biāo)，提出一種基于降價(jià)迭代拍賣(mài)的算法解決D2D通信中繼選擇問(wèn)題。在該拍賣(mài)模型中，所有的D2D用戶作

3、為競(jìng)標(biāo)者而中繼節(jié)點(diǎn)作為物品被競(jìng)拍。算法基于獲得中繼協(xié)助的D2D用戶速率增益和補(bǔ)償中繼功率消耗的支出定義效用函數(shù)，然后降價(jià)迭代拍賣(mài)以得到最大系統(tǒng)效用的最佳中繼。仿真結(jié)果表明所提算法提高了系統(tǒng)的吞吐量。
　　本文提出一種基于博弈論的聯(lián)合功率分配和中繼選擇算法來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)性能。將用戶的能量效率(Energy Efficiency，EE)定義為效用函數(shù)，結(jié)合非合作博弈理論對(duì)節(jié)點(diǎn)功率分配過(guò)程進(jìn)行建模和分析，并證明了該效用函數(shù)下的功率分配博弈的