D2D通信的協(xié)作激勵(lì)機(jī)制研究.pdf

1、隨著智能移動(dòng)終端的普及和流行，移動(dòng)數(shù)據(jù)流量正以前所未有的速率急劇增加。蜂窩網(wǎng)絡(luò)被迫從過去以連接為主的端到端通信向以內(nèi)容為中心的未來通信轉(zhuǎn)變，面臨著資源短缺，容量受限等諸多壓力和挑戰(zhàn)。因此，急需新的通信模式出現(xiàn)來解決移動(dòng)用戶對(duì)流量和頻譜的巨大需求。D2D通信(Device-to-DeviceCommunications，D2D)作為5G(5th Generation Mobile Communication)的關(guān)鍵技術(shù)之一，被廣泛認(rèn)為是可

2、以解決未來移動(dòng)通信的頻譜資源缺乏問題，卸載基站流量的重要手段之一，極具發(fā)展情景。D2D通信的優(yōu)勢(shì)源于其可以繞過蜂窩基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)距離相近的移動(dòng)用戶的直接通信和內(nèi)容共享。未來網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常出現(xiàn)的場(chǎng)景可能是，基站將流行的請(qǐng)求內(nèi)容發(fā)送至某移動(dòng)用戶，該移動(dòng)用戶再通過D2D通信分享給附近需求的其他用戶。然而現(xiàn)有的D2D通信研究忽視了一個(gè)重要的問題，即怎樣去激勵(lì)用戶參與到D2D通信中，去分享這些內(nèi)容給有需求的用戶。如果移動(dòng)用戶不愿意通過D2D通信分享

3、內(nèi)容，那么基站仍然需使用蜂窩下行鏈路提供內(nèi)容，D2D的這些優(yōu)勢(shì)也就無從談起。
　　本文致力于設(shè)計(jì)協(xié)作激勵(lì)機(jī)制激勵(lì)移動(dòng)用戶使用D2D通信分享內(nèi)容，以緩解蜂窩網(wǎng)的資源和流量壓力。本文引入了信息經(jīng)濟(jì)學(xué)中的委托代理理論來構(gòu)建和規(guī)劃D2D通信中的協(xié)作激勵(lì)設(shè)計(jì)。在D2D內(nèi)容共享場(chǎng)景中，基站(Base Station,BS)作為委托人，內(nèi)容提供者扮演代理人通過D2D通信方式發(fā)送內(nèi)容給請(qǐng)求者。本文研究了BS和內(nèi)容提供者之間的兩種信息不對(duì)稱情況，分

4、別利用信號(hào)發(fā)送模型和績(jī)效模型設(shè)計(jì)了兩套協(xié)作激勵(lì)機(jī)制，SCSI（Signaling-based Content Sharing Scheme）機(jī)制和PRCSI(Performance-Related Content Sharing Incentive)機(jī)制，去激勵(lì)內(nèi)容提供者參與到D2D內(nèi)容共享中來。在SCSI機(jī)制中，通過推導(dǎo)每個(gè)內(nèi)容提供者的最優(yōu)策略來最大化內(nèi)容提供者的效用收益，并保證基站的效益不為負(fù)值。在PRCSI中，代理人與委托人簽訂績(jī)