D2D通信中基于博弈论的资源管理研究

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1、１硕士学位论文Ｉ參画＿Ｄ２Ｄ通信中基于博弈论的资源管理研究作者姓名王真真５１指导教师姓名、职称孙永军副教授申请学位类别工学硕士D2D通信中基于博弈论的资源管理研究作者姓名王真真指导教师姓名、职称孙永军副教授申请学位类别工学硕士学校代码10701学号1501120193分类号TN92密级公开西安电子科技大学硕士学位论文D2D通信中基于博弈论的资源管理研究作者姓名：王真真一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：孙永军副教授学院：通信工程学院提交日期：2018年6月ResearchonResourceManagem

2、entBasedonGameTheoryinD2DCommunicationAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByWangZhenzhenSupervisor:SunYongjunTitle:AssociateProfessorJune2018西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导

3、师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。本人签名：王Ｉｔ爲日期：ｍ＼ｉ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，目卩：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保

4、留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文：学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成的论、文发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。本人签名：三直義导师容見日期：：』、七ＨＬｌｉ—ｉ日期）ｑ摘要摘要设备到设备（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

5、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（CellularUser，CUE）通信质量的前提下优化D2D用户（Device-to-DeviceUser，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

6、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

7、。保障了用户通信的服务质量（QualityofService，QoS），实现了系统吞吐量提升。关键词：D2D通信，频谱分配，功率调节，模式选择，非合作博弈，联盟博弈IABSTRACTABSTRACTDevice-to-Device(D2D)communicationreferstothedirectcommunicationbetweenterminaldevicesthatareclosetoeachotheranddoesnotneedtobeforwardedb