一种基于合作博弈的中继辅助D2D通信系统的优化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于合作博弈的中继辅助D2D通信系统的优化方法，从博弈论角度进行单蜂窝网络内蜂窝通信链路以及D2D通信链路的优化，具体利用双重合作博弈进行优化，其中第一重是蜂窝用户与D2D对之间的博弈，第二重为D2D对与空闲蜂窝用户之间的博弈，即在蜂窝用户与D2D对博弈的过程中，进行D2D对与空闲蜂窝用户之间的博弈。本发明专利技术的优化方法对比常见的分配策略至少减小了20％的能耗，并且更加稳定。

An optimization method of relay assisted D2D communication system based on Cooperative Game Theory

The present invention relates to an optimization method of Relay-assisted D2D communication system based on cooperative game theory. The optimization of cellular communication links and D2D communication links in a single cellular network is carried out from the perspective of game theory. The optimization is carried out by means of dual cooperative game. The first is the game between cellular users and D2D pairs, and the second is D2D. The game between D2D pair and idle cellular user is carried out in the process of the game between D2D pair and idle cellular user. The optimization method of the invention reduces the energy consumption by at least 20% compared with the common allocation strategy, and is more stable.

【技术实现步骤摘要】
一种基于合作博弈的中继辅助D2D通信系统的优化方法
本专利技术涉及通信系统
，具体涉及一种基于合作博弈的中继辅助D2D通信系统的优化方法。
技术介绍
随着智能终端的快速普及与人们日益增长的业务需求，如在线视频点播、本地资源共享等无线多媒体业务，网络通信容量呈现爆炸性增长的趋势，带宽需求也不断加大，频谱资源匮乏问题日益严重。在传统蜂窝通信网络中引入D2D通信技术，具有提高吞吐量、提高频谱利用率、扩大网络覆盖范围等优点，能够缓解频谱资源紧张的问题。此外，结合D2D技术与中继技术，形成具有中继辅助的D2D通信，不仅保有了D2D技术原有的优点，更大大扩展D2D通信的范围。另一方面，通信技术迅速发展也带来了越来越严重的能源消耗问题，在保证通信服务质量的同时降低能量消耗，如何实现绿色通信、节约能源，是一个需要引起广泛关注的问题。有鉴于此，本专利技术人针对上述通信系统中存在的诸多问题，而深入构思，进而开发出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于合作博弈的中继辅助D2D通信系统的优化方法，其通过最小化系统总发射功率，达到优化通信系统的目的。为实现上述目的，本专利技术采用的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于合作博弈的中继辅助D2D通信系统的优化方法，所述通信系统中D2D用户与蜂窝用户为多对一的关系；其特征在于：所述优化方法具体包括以下步骤：步骤1、将通信系统中的各个D2D对用户先进行联盟初始化分配，即随机让各个D2D对进入某个联盟分组Gi，同时也要初始化各个D2D对与中继节点的分配，让各个D2D对随机不重复地与空闲蜂窝用户R’＝{RU1，RU2，…，RU2K}匹配，其中，{RUN+1，RUN+2，…，RU2K}为增加K个虚拟的中继节点，表示D2D对不连接中继的情况；步骤2、计算初始分配下的通信系统总发射功率最小值Pini_CU_RU，同时，令Pcur＝Ptemp_CU＝Pini_CU...

【技术特征摘要】
1.一种基于合作博弈的中继辅助D2D通信系统的优化方法，所述通信系统中D2D用户与蜂窝用户为多对一的关系；其特征在于：所述优化方法具体包括以下步骤：步骤1、将通信系统中的各个D2D对用户先进行联盟初始化分配，即随机让各个D2D对进入某个联盟分组Gi，同时也要初始化各个D2D对与中继节点的分配，让各个D2D对随机不重复地与空闲蜂窝用户R’＝{RU1，RU2，…，RU2K}匹配，其中，{RUN+1，RUN+2，…，RU2K}为增加K个虚拟的中继节点，表示D2D对不连接中继的情况；步骤2、计算初始分配下的通信系统总发射功率最小值Pini_CU_RU，同时，令Pcur＝Ptemp_CU＝Pini_CU_RU，其中，Pcur是指蜂窝D2D博弈得到的系统最小总发射功率，Ptemp_CU是指中继D2D博弈得到的系统最小总发射功率；通信系统总发射功率最小值Pini_CU_RU表示为：式(1)中，M为蜂窝用户数量，集合D＝{DU1，DU2，…，DUN}.N为D2D用户对数量；集合G＝{G1，G2，…，GM}，表示共享各个蜂窝用户频谱资源的D2D用户对分组；步骤3、对蜂窝用户与D2D对进行博弈；先确定博弈次数NCU，初始化当前博弈次数N2＝0；当N2≤NCU时，重复以下步骤：试探性地随机选择一个D2D用户对进入随机的某个联盟分组中，令N2＝N2+1，并在此匹配下，对中继节点与D2D对进行博弈，具体如下：先确定博弈次数NRU，初始化当前博弈次数N1＝0；当N1≤NRU时，重复以下步骤：试探性地让某个D2D对DUj匹配另一个中继节点，并令N1＝N1+1；然后计算试探分配下系统总发射功率最小值Ptemp_RU，若Ptemp_RU＜Ptemp_CU，就令Ptemp_CU＝Ptemp_RU，同时改变分配；否则不改变分配情况；当N1＞NRU时，停止对中继节点的博弈，得到当前D2D对与蜂窝用户匹配下中继D2D博弈得...

【专利技术属性】
技术研发人员：林世俊，陈小峰，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35