D2D通信的協(xié)作激勵機制研究.pdf

1、隨著智能移動終端的普及和流行，移動數(shù)據(jù)流量正以前所未有的速率急劇增加。蜂窩網(wǎng)絡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)來解決移動用戶對流量和頻譜的巨大需求。D2D通信(Device-to-DeviceCommunications，D2D)作為5G(5th Generation Mobile Communication)的關鍵技術之一，被廣泛認為是可

2、以解決未來移動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)勢源于其可以繞過蜂窩基礎架構(gòu)實現(xiàn)兩個距離相近的移動用戶的直接通信和內(nèi)容共享。未來網(wǎng)絡中經(jīng)常出現(xiàn)的場景可能是，基站將流行的請求內(nèi)容發(fā)送至某移動用戶，該移動用戶再通過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重要的問題，即怎樣去激勵用戶參與到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)勢也就無從談起。
　　本文致力于設計協(xié)作激勵機制激勵移動用戶使用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)濟學中的委托代理理論來構(gòu)建和規(guī)劃D2D通信中的協(xié)作激勵設計。在D2D內(nèi)容共享場景中，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)容給請求者。本文研究了BS和內(nèi)容提供者之間的兩種信息不對稱情況，分

4、別利用信號發(fā)送模型和績效模型設計了兩套協(xié)作激勵機制，SCSI（Signaling-based Content Sharing Scheme）機制和PRCSI(Performance-Related Content Sharing Incentive)機制，去激勵內(nèi)容提供者參與到D2D內(nèi)容共享中來。在SCSI機制中，通過推導每個內(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值。在PRCSI中，代理人與委托人簽訂績