[發(fā)明專利]一種D2D協(xié)作網(wǎng)絡(luò)場景下基于社會(huì)關(guān)系的功率分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810759082.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN108901003B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張祖凡;馬率穎;甘臣權(quán);張珀瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/70
• 分類號(hào): H04W4/70;H04W16/22;H04W72/04
• 代理公司: 重慶市恒信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50102
• 代理人: 李金蓉

本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種D2D協(xié)作網(wǎng)絡(luò)場景下基于社會(huì)關(guān)系的功率分配方法，屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括以下步驟：1、利用社會(huì)屬性生成社會(huì)?物理關(guān)系圖；2、建立請(qǐng)求和協(xié)作雙方的利益函數(shù)；3、基于雙方利益函數(shù)建立兩階Stackelberg博弈模型；4、通過博弈調(diào)整確定功率分配策略和功率價(jià)格。本發(fā)明公開了一種基于社會(huì)關(guān)系的功率分配算法，并通過Stackelberg定價(jià)機(jī)制激勵(lì)用戶進(jìn)行協(xié)作。該機(jī)制在激勵(lì)用戶進(jìn)行協(xié)作的同時(shí)，保證了協(xié)作用戶和普通請(qǐng)求用戶的利益最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于D2D移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的功率分配方法，可以實(shí)現(xiàn)協(xié)作通信中有效的功率分配。

背景技術(shù)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展以及智能移動(dòng)終端的普及，用戶對(duì)多媒體業(yè)務(wù)的需求呈現(xiàn)爆炸式增長。根據(jù)Cisco公司在2015年發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，未來五年移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將會(huì)增長近八倍。然而，當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)較難滿足用戶對(duì)高數(shù)據(jù)速率的要求，需對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做出相應(yīng)提升。

在傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，盡管用戶間的距離具備直接通信的條件，他們的通信也必須經(jīng)過基站。此外，用戶要獲得所需數(shù)據(jù)也只能通過蜂窩下行鏈路從基站處下載。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量較大時(shí)，如在音樂會(huì)現(xiàn)場、大型晚會(huì)現(xiàn)場，如果用戶利用傳統(tǒng)的蜂窩模式進(jìn)行多媒體內(nèi)容下載，不僅會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的緊張，同時(shí)也會(huì)降低用戶的體驗(yàn)質(zhì)量。作為典型的短距離終端直連技術(shù)，D2D允許用戶無需經(jīng)過基站直接進(jìn)行通信，這無疑大大增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸速率，有效降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。在該技術(shù)場景下，一方面，當(dāng)多個(gè)用戶向基站請(qǐng)求相同的內(nèi)容時(shí)，為了節(jié)省頻譜資源，部分移動(dòng)用戶可以在獲得數(shù)據(jù)內(nèi)容后將其以D2D通信的方式轉(zhuǎn)發(fā)分享給其余請(qǐng)求用戶，另一方面，對(duì)于信道質(zhì)量較差的邊緣用戶來說，可以利用D2D中繼技術(shù)，通過多跳的方式從鄰居用戶處獲得所需內(nèi)容。由此可見，D2D通信技術(shù)可以與協(xié)作通信進(jìn)行有效結(jié)合，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率和吞吐量，提升用戶的體驗(yàn)質(zhì)量。

然而，移動(dòng)終端通常由用戶所攜帶，其通信行為會(huì)受到用戶主觀性的影響。一般來說，用戶個(gè)體具有較強(qiáng)的自私性，這種特性會(huì)給通信過程帶來負(fù)面影響。特別地，在協(xié)作通信中，若用戶要幫助其他用戶完成數(shù)據(jù)傳輸，需要耗費(fèi)自身的功率等資源，而用戶的自私性會(huì)使得用戶不愿意加入?yún)f(xié)作行列。用戶的自私性分為兩類，一類是個(gè)人自私性，另一類是社會(huì)自私性。就前者而言，自私用戶對(duì)所有用戶都表現(xiàn)出自私性，在無利益驅(qū)動(dòng)的情況下不愿意貢獻(xiàn)出自己的資源。而對(duì)于后者，用戶的自私性會(huì)受到關(guān)系強(qiáng)度、信任程度以及活躍度等因素的影響，也就是說，用戶對(duì)關(guān)系較近的其與用戶，如家人、朋友等會(huì)表現(xiàn)出一定的利他主義，愿意協(xié)助他們完成通信過程?？梢?，需要設(shè)計(jì)合理的激勵(lì)機(jī)制以促進(jìn)用戶的協(xié)作意愿，保障協(xié)作用戶和請(qǐng)求用戶的利益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問題。在考慮用戶自私性和用戶利益的基礎(chǔ)上，在D2D協(xié)作網(wǎng)絡(luò)場景下研究一種基于社會(huì)關(guān)系的功率分配方法。

鑒于此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種D2D協(xié)作網(wǎng)絡(luò)場景下基于社會(huì)關(guān)系的功率分配方法，其包括以下步驟：

1)、獲取終端用戶之間的社會(huì)屬性，并結(jié)合用戶間鏈路速率和社會(huì)關(guān)系強(qiáng)度生成社會(huì)-物理關(guān)系圖,建立耦合網(wǎng)絡(luò)。

2)、結(jié)合用戶間的社會(huì)關(guān)系和功率限制，根據(jù)請(qǐng)求用戶所達(dá)到的速率提升和協(xié)作用戶所獲得的支付報(bào)酬,分別建立請(qǐng)求用戶和協(xié)作用戶雙方的利益函數(shù)。

3)、考慮到協(xié)作用戶和請(qǐng)求用戶雙方的利益沖突，基于雙方利益函數(shù)建立兩階Stackelberg博弈模型。

4)、請(qǐng)求用戶和協(xié)作用戶之間通過博弈調(diào)整形成分配方案，并基于步驟3)的Stackelberg博弈模型確定功率分配策略和功率價(jià)格。