基于能效优化的设备间协作数据分流机制的研究与实现

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1、硕士学位论文论文题目：基于能效优化的设备间协作数据分流机制的研究与实现作者姓名陈佳超指导教师吴远副教授学科专业电子与通信工程培养类别全日制专业学位硕士所在学院信息学院提交日期2016年10月浙江工业大学硕士学位论文基于能效优化的设备间协作数据分流机制的研究与实现作者姓名：陈佳超指导教师：吴远副教授浙江工业大学信息工程学院2016年10月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterEnergy-AwareCooperativeTraff

2、icOffloadingviaDevice-to-DeviceCooperations：InvestigationandRealizationCandidate:ChenJiachaoAdvisor:AssociateProfessorWuYuanCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyOct.2016渐江工业大学学位论文原创性声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下本人郑重声明，独立进行研究工作所取得的研巧成果。路文中己经加Ｗ标注引用的内

3、容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研巧成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。－＾＞。作者签名曰期；＾／：接；，峰月Ｊ日梨学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、便用学位论文的规定，同意学校保留■并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可！＾将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩

4、印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。，可采用影印本学位论文属于一１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、保密□，在兰年解密后适用本授权书。３、不保密町１＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）＾作者签名；凉連接日期；＞俾月ＪＴ日导师签名：曰期；月曰寡之＞＾４年Ｕｒ＾浙江工业大学硕士学位论文基于能效优化的设备间协作数据分流机制的研究与实现摘要近年来，随着智能无线终端和移动网络设备数量的爆发，利用移动用户设备（MobileUsers,MUs）接收实时数据内容（如视频）的方式变得越来越受欢迎，这对蜂窝网络造成

5、了巨大的流量压力。通过MUs间协作的方式分流数据流量需求被认为是减缓网络流量压力的一种可靠方法。特别的，MUs间协作分流的实现得益于Device-to-Device（D2D）通信技术得到了发展，该种方式允许两个MUs直接进行通信以代替须经过基站的通信方式。由于MUs间分布位置上的靠近，基于D2D通信的MUs间协作数据分流可以带来多种好处，比如减缓网络阻塞、减小通信过程中的能量消耗等。因此，利用MUs之间的D2D通信来设计资源高效利用的数据内容分发机制的研究吸引了学术与工业界越来越多的重视。在本文中，我们从以下几个方面研究了资源高效利用

6、的数据内容分发问题:首先，我们研究了对同一数据内容感兴趣的MUs间协作式优化数据分流机制。在此数据分流机制中，基站首先将数据内容发送给一些被选中作为中继的MUs，这些MUs再将各自收到的数据以广播的方式发送给其余用户，最终使得所有MUs都能收到完整的数据内容。但是由于每个MU传输功率和可用能量的限制，数据内容的传输速率将影响到每个MU能否被选择进行中继以及能够中继多久，因此传输速率需要被很好的优化控制。不同于当前大部分MUs间协作分流机制，我们主要关注对数据内容传输速率和每个MUs中继时间进行联合优化，以最小化包括能耗代价和蜂窝网络链

7、路使用代价在内的系统总代价。为了解决问题中数据内容传输速率与每个MUs中继时间之间的耦合影响，我们分析了联合优化问题的可分层特性，并描述了不同的可能情况。基于此，我们推导出了每种情况的最优解析解，并进一步提出了一种能够得到最初联合优化问题全局最优解的高效算法。数据仿真结果证明了所提出算法的准确性和高效性，也验证了最优MUs间协作数据分流机制相比于其他启发式算法在减小系统代价方面的优势。其次，利用MUs间协作来进行数据内容分发被认为是一种分流蜂窝网络中迅速增长流量需求的有效方法。本文中提出了一种实时数据内容分发机制以实现MUs间带有节能

8、效果的协作分流。给定一组位置上相对靠近的MUs，其中这些MUs想要从蜂窝基站下载i浙江工业大学硕士学位论文多个数据内容，我们针对上述场景提出了一种协作优化分流机制，基站首先单播将数据内容发送给选中的中继MUs，这些中继M