基于匹配理論的結(jié)合社交的D2D通信技術(shù)研究.pdf

1、近年來，由于移動智能終端和移動應(yīng)用數(shù)量的井噴增長，同時用戶對于移動數(shù)據(jù)流量和高數(shù)據(jù)傳輸速率的需求也急劇增加，使得有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源與用戶日益增長的網(wǎng)絡(luò)需求之間的矛盾更加突出。D2D通信(Device-to-Device Communication)能夠使移動終端直接連接而不再通過基站傳輸，蘊藏著解決上述問題的巨大潛力，已經(jīng)成為了未來5G(The Fifth Generation Mobile Communication)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

2、另一方面，在電量有限的終端上，用戶急劇增長的需求與個性化的移動服務(wù)已經(jīng)導(dǎo)致了更高的能量消耗，提高能量效率成為了5G移動通信的核心需求之一。同時，隨著移動社交網(wǎng)絡(luò)(Mobile Social Network，MSN)日益普及，用戶間的社交關(guān)系也成為影響移動用戶進行資源共享、彼此協(xié)作的重要因素。本文致力于結(jié)合社交(Social-aware)的D2D通信技術(shù)研究，運用匹配理論，針對不同的優(yōu)化目標(biāo)設(shè)計結(jié)合社交的D2D技術(shù)，具體工作和創(chuàng)新點總結(jié)如

3、下:
　　(1)以D2D系統(tǒng)的吞吐量為優(yōu)化目標(biāo)，針對D2D配對和功率分配問題，本文提出了一種結(jié)合社交的聯(lián)合D2D配對和功率分配的匹配機制即JSDPPA(Joint Social-aware D2D Pairing and Power Allocation)。首先，本文綜合考慮社交因素和物理條件并提出了兩層的網(wǎng)絡(luò)模型，將問題定義為一個混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題。然后為了易于求解，在匹配理論的基礎(chǔ)上，將問題建模為一個一對一的雙邊匹配問題，

4、提出了分三步求解的算法優(yōu)化D2D配對和功率分配問題。最后實驗仿真表明，該機制在系統(tǒng)吞吐量方面可以帶來更高的增益。
　　(2)以D2D系統(tǒng)的能量效率為優(yōu)化目標(biāo)，本文解決了在underlay模式下的D2D系統(tǒng)中聯(lián)合功率分配與資源復(fù)用的問題，最終提出基于能效的聯(lián)合資源分配的社交增強匹配算法，將其稱為EEJRASM(Energy-Efficient-Based Joint Resource Allocation with S ocial-

5、enhanced Matching)。首先，基于匹配理論，將問題建模成一個二維的D2D對和蜂窩用戶(Cellular Users Equipment，CUEs)間的匹配問題，并基于Dinkelbach方法提出了一種偏好列表建立算法。接著，利用匹配理論中的延遲接受算法思想提出了一種基于能效的迭代匹配算法來保證D2D系統(tǒng)的能效最大同時又滿足必要的服務(wù)質(zhì)量（Quality of Services，QoS）和社交關(guān)系的約束。最后，通過詳細的理論