D2D通信的協作激勵機制研究.pdf

1、隨著智能移動終端的普及和流行，移動數據流量正以前所未有的速率急劇增加。蜂窩網絡被迫從過去以連接為主的端到端通信向以內容為中心的未來通信轉變，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實現兩個距離相近的移動用戶的直接通信和內容共享。未來網絡中經常出現的場景可能是，基站將流行的請求內容發(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、內容，那么基站仍然需使用蜂窩下行鏈路提供內容，D2D的這些優(yōu)勢也就無從談起。
　　本文致力于設計協作激勵機制激勵移動用戶使用D2D通信分享內容，以緩解蜂窩網的資源和流量壓力。本文引入了信息經濟學中的委托代理理論來構建和規(guī)劃D2D通信中的協作激勵設計。在D2D內容共享場景中，基站(Base Station,BS)作為委托人，內容提供者扮演代理人通過D2D通信方式發(fā)送內容給請求者。本文研究了BS和內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，去激勵內容提供者參與到D2D內容共享中來。在SCSI機制中，通過推導每個內容提供者的最優(yōu)策略來最大化內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