基于演化博弈的D2D網(wǎng)絡(luò)終端合作行為研究.pdf

1、終端直連技術(shù)(Device-to-Device，D2D)作為5G中的關(guān)鍵技術(shù)和提高頻譜利用率以及網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的重要手段，得到廣泛關(guān)注。D2D技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，降低基站負(fù)荷，減少終端設(shè)備發(fā)射功率，但它引入的同時也面臨著挑戰(zhàn)。由于D2D通信會給終端帶來額外的資源消耗，除了需要合理的資源分配來降低干擾和提高通信質(zhì)量之外，如何確保終端用戶有足夠的動機(jī)為鄰近節(jié)點(diǎn)的D2D直連通信(Cooperation Communication)請求提供服務(wù)也

2、是構(gòu)建一個高質(zhì)量的D2D網(wǎng)絡(luò)必須解決的問題。一個高效的D2D網(wǎng)絡(luò)需要其中的終端用戶有較高的合作率，即終端用戶愿意犧牲自己的資源為相鄰節(jié)點(diǎn)提供基于合作的直連通信。
　　D2D網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)之一是其終端以及他們之間的聯(lián)系是高度動態(tài)化(Dynamic)的，因此我們也需要用動態(tài)的博弈模型對其進(jìn)行建模。另外，所有D2D終端的持有者都是人，隨著社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，D2D網(wǎng)絡(luò)中的終端用戶必然會通過社交網(wǎng)絡(luò)建立不同的社交關(guān)系。我們在研究終端用戶之間基于合

3、作的D2D直連通信的時候把終端用戶之間的社交關(guān)系以及網(wǎng)絡(luò)終端的動態(tài)化考慮進(jìn)去，這就需要我們用異質(zhì)的博弈模型對其進(jìn)行建模。本文以D2D網(wǎng)絡(luò)為研究對象，以提高終端用戶合作率為主線，以動態(tài)演化博弈為手段，以終端用戶之間復(fù)雜的社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系和網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)化為切入點(diǎn)，以“建模—分析—實(shí)驗(yàn)”的過程化為思路，以提高動態(tài)D2D網(wǎng)絡(luò)用戶的合作率為目標(biāo)，通過建立動態(tài)的演化博弈模型系統(tǒng)研究D2D網(wǎng)絡(luò)中用戶合作率的問題。本文在建模和研究過程中始終考慮D2D網(wǎng)絡(luò)的動

4、態(tài)性已經(jīng)終端用戶之間的社交網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，主要工作如下:
　　由于D2D網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建者會采取激勵措施來提高整個網(wǎng)絡(luò)的合作率，我們基于公共物品博弈(Public Good Game)，把整個D2D網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量看作公共物品，建立網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建者和終端之間的動態(tài)演化博弈模型，證明演化均衡狀態(tài)并為構(gòu)建者找出最優(yōu)激勵措施。
　　基于囚徒困境(Prisoner's Dilemma Game)建立終端用戶之間的動態(tài)演化博弈模型并使用模擬實(shí)驗(yàn)對最后的演