论文部分内容阅读
设备到设备(Device-to-Device,D2D)通信是指距离较近的终端设备之间直接通信,不需经过基站转发,被认为是下一代无线通信的关键技术之一。该技术的“直接短距离”通信特点,不仅可以节省频谱资源,而且可以减小传输时延,降低功耗,增加传输速率。而有效的资源管理是这些优势得以发挥的重要保障。本文研究的是D2D通信中基于博弈论的资源管理方案。主要工作如下:首先研究了基于非合作博弈的资源分配方案。介绍了一种更复杂同时也更具有普适性的资源复用场景,并针对该场景,给出了三种资源分配方案。1.方案一在保证蜂窝用户(Cellular User,CUE)通信质量的前提下优化D2D用户(Device-to-Device User,DUE)数据速率,改进了传统的非合作博弈中的代价函数,联合考虑DUE带来的干扰与受到的干扰,实现了D2D用户吞吐量提升。2.方案二在保证蜂窝用户与D2D用户通信质量的前提下优化系统速率。不仅采用非合作博弈的方式对DUE进行功率调节,同时根据蜂窝用户对其他D2D用户的干扰程度对CUE进行功率调节,使得系统吞吐量得到提升。3.方案三在保证D2D用户最低通信速率以及在蜂窝用户干扰容限内,提出了基于组合代价函数的非合作博弈算法,同时实现了对CUE和DUE的功率调节以及频谱分配,省略了代价更新的过程,并且提高了系统速率。其次研究了基于分层博弈的资源分配方案。该方案分别针对三种通信场景,提出了基于联盟内参与者个数的收益函数,体现了资源分配的公平性。解决了D2D通信中的模式选择,频谱分配和功率控制的联合问题。在该方案中,分层博弈的外部子博弈采用享乐联盟博弈解决用户模式选择与频谱分配的问题,内部子博弈采用非合作博弈解决联盟内用户功率调节的问题。保障了用户通信的服务质量(Quality of Service,QoS),实现了系统吞吐量提升。