高密度 D2D 用户的潜在博弈资源分配算法

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2015.01.007

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (1): 41-46,52.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2015.01.007

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高密度 D2D 用户的潜在博弈资源分配算法

兰冰¹ 李兵兵¹ 刘佳¹ 常俊仁²

1．西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室，陕西西安 710071 ； 2. 华为技术有限公司，广东深圳 518129

收稿日期:2014-05-30 修回日期:2014-08-14 出版日期:2015-01-25 发布日期:2014-12-01
通信作者: 兰冰(1984-) ，男，博士生，主要从事 D2D 通信及协作多点传输研究 . E-mail:hebeilanbing@163.com
作者简介:兰冰(1984-) ，男，博士生，主要从事 D2D 通信及协作多点传输研究 .
基金资助:
国家科技重大专项项目 (2013zx03003011-003) ；华为创新研究计划项目 (YJCB2011002HI)

Potential Game Theory-Based Resource Allocation Algorithm of High-Density D2D Users

Lan Bing¹ Li Bing-bing¹ Liu Jia¹ Chang Jun-ren²

1.State Key Laboratory of Integrated Services Networks, Xidian University,xi'an 710071,Shaanxi,China;2. Huawei Technology Co., Ltd.Shenzhen 518129,Guangdong,China

Received:2014-05-30 Revised:2014-08-14 Online:2015-01-25 Published:2014-12-01
Contact: 兰冰(1984-) ，男，博士生，主要从事 D2D 通信及协作多点传输研究 . E-mail:hebeilanbing@163.com
About author:兰冰(1984-) ，男，博士生，主要从事 D2D 通信及协作多点传输研究 .
Supported by:
Supported by the National Science and Technology Major Project of China （ 2013zx03003011-003 ） and the Huawei Innovation Research Program （ YJCB2011002HI ）

摘要/Abstract

摘要： 为解决高密度用户场景中多个设备到设备（ D2D ）用户复用同一个蜂窝用户资源时相互竞争的问题，提出了一种基于博弈论的 D2D 资源分配算法 . 首先构造基于最小化系统整体干扰的非合作博弈效用函数，同时考虑了系统中 D2D 用户之间的干扰以及 D2D用户与蜂窝用户之间的干扰；继而设计该博弈的潜在函数，并证明该博弈过程是一个潜在博弈模型，进而证明了其纳什均衡的存在性 . 仿真结果表明，该算法相比现有方法具有更好的公平性和收敛性，能使用户获得更好的吞吐量，降低 D2D 用户受到的干扰 .

关键词: 设备到设备用户, 资源分配, 博弈论, 干扰降低

Abstract:

In order to solve the contesting among multiple device-to-device (D2D) users reusing the resource of one cellular user in high-density user scenarios, a D2 D resource allocation algorithm on the basis of game theory is proposed.Firstly, a utility function minimizing the system interference is proposed, which considers both the interference among D2 D users and the interference between D2 D users and cellular users.Secondly, a potential function of this game is designed.Then, the potential game nature of utility function as well as the existence of Nash equilibrium is proved.Simulated results show that the proposed algorithm possesses better system level fairness and convergence, improves system throughput, and reduces the interference to D2 D users.

Key words: device-to-device user, resource allocation, game theory, interference reduction

中图分类号:

TN911.7

兰冰李兵兵刘佳常俊仁. 高密度 D2D 用户的潜在博弈资源分配算法[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2015, 43(1): 41-46,52.

Lan Bing Li Bing-bing Liu Jia Chang Jun-ren. Potential Game Theory-Based Resource Allocation Algorithm of High-Density D2D Users[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2015, 43(1): 41-46,52.

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高密度 D2D 用户的潜在博弈资源分配算法

Potential Game Theory-Based Resource Allocation Algorithm of High-Density D2D Users

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