D2D网络中基于博弈论的资源分配和干扰控制算法研究

发布时间：2022-01-10 11:13

　　随着移动通信技术的发展,现代生活对无线多媒体业务需求急剧地增长,与此同时,频谱资源短缺问题日益严重,如何充分利用有限的频谱资源成了研究的热点问题。D2D（Device-to-Device）技术可以通过复用小区频谱资源的方式提高频谱利用率,有效降低基站负荷,可以在无网络基础设施的情况下通信,保证了网络的QoS（Quality of Service）及鲁棒性。根据D2D用户复用频谱资源的情况,可以分为正交模式（也称为overlay模式）和复用模式（也称为underlay模式）。当在移动蜂窝网络引入D2D通信后,会引发新的频谱资源竞争和相互干扰问题。为此,本文以博弈论为工具,研究了D2D通信中的资源分配和干扰控制问题,主要研究工作如下:针对D2D用户工作在overlay模式,考虑多个基站和具有认知能力的D2D用户对,本文运用伯川德（Bertrand）博弈模型来解决动态频谱分配问题。首先,分析了D2D通信中蜂窝用户间和D2D对用户组之间的博弈,分别对D2D对用户组和基站的效用函数进行了改进,提出了一种新的基于非合作博弈的动态频谱分配算法。进一步,给出了基站的最优定价和D2D对用户组的动态价格调... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 D2D通信研究现状
        1.2.2 基于博弈论的D2D通信研究现状
    1.3 论文的主要工作及章节安排
第2章 博弈论技术和D2D通信关键技术
    2.1 认知无线电技术
        2.1.1 认知无线电的原理
        2.1.2 频谱接入技术
        2.1.3 频谱分配技术的分类
        2.1.4 网络模型
    2.2 D2D通信关键技术
        2.2.1 D2D模式选择
        2.2.2 D2D干扰分类
        2.2.3 D2D干扰控制
    2.3 博弈论
        2.3.1 博弈模型的相关概念
        2.3.2 博弈论要素
        2.3.3 博弈论的分类
    2.4 本章小结
第3章 认知D2D通信中基于博弈论的动态频谱分配方案
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 基于博弈论的频谱共享算法
        3.3.1 D2D对用户组的效用函数
        3.3.2 基站的效用函数和最优定价
        3.3.3 D2D对用户组的动态价格调整
        3.3.4 纳什均衡分析
        3.3.5 动态博弈的稳定分析
        3.3.6 动态频谱分配算法及分析
    3.4 仿真结果与性能分析
    3.5 本章小结
第4章 D2D通信中基于价格博弈策略的分布式波束赋形算法
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 非合作博弈的分布式波束成形算法
        4.3.1 定价方案
        4.3.2 分布式自适应定价波束成形算法
        4.3.3 算法收敛性证明
    4.4 每个发送端波束矩阵更新策略
        4.4.1 对偶分解
        4.4.2 解耦合子问题
        4.4.3 每个发送端波束成形算法
    4.5 算法分析
        4.5.1 算法复杂度分析
        4.5.2 算法实现开销分析
    4.6 仿真结果及分析
        4.6.1 不同参数对系统加权和速率的影响
        4.6.2 系统公平性仿真
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Transceiver Optimization for Multi-Antenna Device-to-Device Communications[J]. Daohua Zhu,Yajuan Guo,Lei Wei,Chaoyang Zhu,Biyao Huang,Wei Xu,Chunming Zhao.  中国通信. 2016(05)
[2]高密度D2D用户的潜在博弈资源分配算法[J]. 兰冰,李兵兵,刘佳,常俊仁.  华南理工大学学报(自然科学版). 2015(01)
[3]引入D2D通信的蜂窝网上行资源分配算法[J]. 程永生,朱江,林孝康.  电子与信息学报. 2014(12)



本文编号：3580612