基于空間泊松點(diǎn)過程與社交網(wǎng)絡(luò)的D2D通信的研究.pdf

1、隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，移動通信致力于為用戶提供高速率、低能耗、低時(shí)延、個性化等新型服務(wù)。D2D(Device-to-Device)通信作為一種新的移動通信技術(shù)，不僅能夠降低終端的發(fā)射功率、增加蜂窩系統(tǒng)的頻譜效率，還可以解決無線通信系統(tǒng)中頻譜資源缺乏的問題，在未來通信系統(tǒng)中極具發(fā)展前景。在D2D通信技術(shù)中協(xié)作通信一直是業(yè)界研究的熱點(diǎn)，現(xiàn)有的研究提出了很多D2D協(xié)作通信的算法，并較少考慮到用戶之間的社會關(guān)系。在現(xiàn)實(shí)中，盡管有很多空閑用

2、戶可以提供協(xié)作通信，但是陌生的用戶之間可能會因?yàn)榘踩?、剩余電量或協(xié)作意愿等原因而不會加入?yún)f(xié)作，導(dǎo)致D2D協(xié)作通信的失敗。因此將社會關(guān)系運(yùn)用到D2D通信中以激勵更多的用戶參與協(xié)作是一個具有良好前景的研究方向，也是本文的研究重點(diǎn)。
　　本文首先對研究背景與意義、D2D通信技術(shù)、空間泊松點(diǎn)過程、協(xié)作通信以及社交網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識進(jìn)行了簡單的介紹。然后討論了基于空間泊松點(diǎn)過程的D2D協(xié)作通信的性能分析，通過假設(shè)用戶服從空間泊松分布，從而根據(jù)

3、空間泊松點(diǎn)的性質(zhì)推導(dǎo)出協(xié)作通信的性能指標(biāo)閉合解，可以得知用戶分布密度與通信距離是影響D2D協(xié)作通信的重要因素。本文假設(shè)基站可以通過特定方式來確定D2D發(fā)送者與周圍的空閑用戶是否具有社交關(guān)系，提出一種新的算法計(jì)算出社交關(guān)系的強(qiáng)弱，并且假設(shè)基站運(yùn)用這種算法記錄與管理用戶之間的社會關(guān)系。為進(jìn)一步研究社交網(wǎng)絡(luò)在無線通信中的作用，本文將應(yīng)用場景進(jìn)一步具體化，設(shè)計(jì)了在社交網(wǎng)絡(luò)下的系統(tǒng)模型。在該系統(tǒng)模型下設(shè)計(jì)了三種不同的選擇中繼算法，并研究了基于社交

4、網(wǎng)絡(luò)的D2D協(xié)作通信的系統(tǒng)性能以及三種中繼選擇算法各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在協(xié)作通信中，另一個影響較大的因素是如何激勵更多的用戶參與到協(xié)作通信中，由于陌生人的社會關(guān)系較弱，需要通過額外的獎勵使其參與到協(xié)作通信中，因此如何提出一種恰當(dāng)?shù)募顧C(jī)制也是至關(guān)重要的。本文進(jìn)一步將經(jīng)濟(jì)學(xué)中的合同理論應(yīng)用了無線通信中。作為激勵陌生用戶的一種獎勵策略，合同理論在保證了合同雙方利益的情況下對系統(tǒng)性能有較大幅度的提升。本文的貢獻(xiàn)是將社會關(guān)系考慮到D2D協(xié)作通信中，通