在不可靠信任环境下,考虑设备到设备(Device-to-Device,D2D)辅助边缘计算中的时效性问题,针对多用户单服务器的场景,基于用户间社会关系与交互行为,构建端到端信任模型及联合服务缓存和卸载决策优化模型,以最小化平均响应时延;提出基于...在不可靠信任环境下,考虑设备到设备(Device-to-Device,D2D)辅助边缘计算中的时效性问题,针对多用户单服务器的场景,基于用户间社会关系与交互行为,构建端到端信任模型及联合服务缓存和卸载决策优化模型,以最小化平均响应时延;提出基于信任的服务缓存及卸载(Trust-based Service Caching and Task Offloading,TCO)算法,将原问题分解为多个子问题,将服务缓存子问题转换为背包问题,使用动态规划法进行求解,将D2D中继选择子问题建模为最短路径问题,使用Dijkstra算法求解,采用轮询比较方式完成最终的卸载策略。实验仿真验证了所提算法能够有效提高缓存命中率,降低用户响应时延,保障系统的时效性。展开更多
非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术与设备到设备(Device-to-Device,D2D)通信技术相结合在实现高效频谱利用率和大规模接入上有着突出的优势。针对现有的NOMA-D2D系统存在的信道分配模式单一和D2D组内功率分配难...非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术与设备到设备(Device-to-Device,D2D)通信技术相结合在实现高效频谱利用率和大规模接入上有着突出的优势。针对现有的NOMA-D2D系统存在的信道分配模式单一和D2D组内功率分配难以获得最优解的问题,构建了以D2D组和速率为优化目标的联合资源分配算法的方案:首先,在子信道分配上,将问题转换为双边匹配问题,提出了一种基于多对一场景下的D2D组信道分配算法;然后运用基于逐次凸逼近的凸差分(Difference of two Convex functions,DC)编程方法求出接近最优的功率分配值。仿真结果表明,提出的多对一场景下信道匹配算法在和速率上明显优于一对一场景下的信道匹配算法,提出的功率分配算法相比起对偶迭代算法更接近最优功率分配。展开更多
在设备到设备通信的车联网场景(Vehicle to Everything-Device to Device,V2X-D2D)下,信道的快速时变会导致基站(Base Station,BS)端通常无法获取完美信道状态信息(Channel State Information,CSI).为解决现有频谱分配方案不适用于V2X-...在设备到设备通信的车联网场景(Vehicle to Everything-Device to Device,V2X-D2D)下,信道的快速时变会导致基站(Base Station,BS)端通常无法获取完美信道状态信息(Channel State Information,CSI).为解决现有频谱分配方案不适用于V2X-D2D场景的问题,考虑车对车(Vehicle-to-Vehicle,V2V)链路可靠性、最大发射功率、频谱复用的约束,建立V2X的场景模型与通信模型.明确了在满足V2V链路可靠性的前提下,最大化车与基础设施(Vehicle to Infrastructure,V2I)链路的遍历容量的优化目标;在考虑信道快速时变影响的情况下,推导V2V链路的中断概率、V2I链路遍历容量的闭式表达式;针对一对一模式和一对多模式下的频谱分配问题,分别提出基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案和基于图着色-偏好列表的频谱分配方案.仿真结果表明:与现有算法相比,基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案接入率更高、复杂度更低,基于图着色-偏好列表的频谱分配方案也具有接入率、频谱利用率高的优势.展开更多
设备到设备(device to device,D2D)通信允许邻近用户使用蜂窝网络频段直接通信,既能分流部分蜂窝数据,减轻基站负担,又能提升服务质量。但由于信息不对称,蜂窝网络不知道用户的类型参数,无法准确提供合理补偿,以激励用户参与数据分流。...设备到设备(device to device,D2D)通信允许邻近用户使用蜂窝网络频段直接通信,既能分流部分蜂窝数据,减轻基站负担,又能提升服务质量。但由于信息不对称,蜂窝网络不知道用户的类型参数,无法准确提供合理补偿,以激励用户参与数据分流。基于契约理论设计了一种分流补偿机制,首先设计蜂窝网络收益函数和分流用户代价函数及其二者的效用;然后基于用户类型参数服从均匀分布设计补偿机制,验证了该机制能满足个人理性和激励相容条件,分析了该机制的最优性能;最后与正比例补偿机制和完全信息补偿机制进行对比仿真,结果表明,本文设计的分流补偿机制既能保证用户愿意参与数据分流,也鼓励用户报告自身真实的类型参数,还能获得接近于完全信息补偿机制下的效用和性能。展开更多
针对融合设备到设备(device to device, D2D)通信的蜂窝系统中路径损耗补偿因子单一、功率控制性能不佳等问题,提出一种自适应联合功率控制算法.根据D2D用户到基站及蜂窝用户的距离计算出路径损耗补偿因子增补量,得出D2D用户及蜂窝用户...针对融合设备到设备(device to device, D2D)通信的蜂窝系统中路径损耗补偿因子单一、功率控制性能不佳等问题,提出一种自适应联合功率控制算法.根据D2D用户到基站及蜂窝用户的距离计算出路径损耗补偿因子增补量,得出D2D用户及蜂窝用户的路径损耗补偿因子矩阵,提升功率控制性能;同时采用联合闭环功率控制方式进一步降低D2D用户及蜂窝用户的同频干扰.实验仿真表明:相比于传统功率控制算法,该算法对系统的信干噪比(signal to interference plus noise ratio, SINR)有较好的提升作用,且吞吐量在1 000kbit/s以上的用户数量是传统功率控制算法的1.7倍.展开更多
针对设备到设备(device to device, D2D)直连技术复用蜂窝网络资源导致用户间干扰的问题,提出了一种基于K-means与Gale-Shapley稳定匹配算法的D2D通信干扰管理资源分配方案。通过分析信号与干扰加噪声比公式,采用K-means聚类算法进行用...针对设备到设备(device to device, D2D)直连技术复用蜂窝网络资源导致用户间干扰的问题,提出了一种基于K-means与Gale-Shapley稳定匹配算法的D2D通信干扰管理资源分配方案。通过分析信号与干扰加噪声比公式,采用K-means聚类算法进行用户分组,降低用户间干扰,实现多对一资源复用;为提高通信系统容量且保证用户的公平性,采用Gale-Shapley稳定匹配算法在用户分组基础上实现信道资源共享。仿真结果表明,与基于贪婪的图着色资源分配算法相比,本文算法在保证系统容量基本稳定的情况下,系统干扰降低了10%~30%。展开更多
针对基于设备到设备(device-to-device,D2D)的蜂窝网络下车载无线通信技术(cellular-vehicle to everything,C-V2X)中复用蜂窝用户资源带来的能效问题,提出了一种能效优化算法。通过新的功率控制方法最大化车载用户(vehicle user,V-UE)...针对基于设备到设备(device-to-device,D2D)的蜂窝网络下车载无线通信技术(cellular-vehicle to everything,C-V2X)中复用蜂窝用户资源带来的能效问题,提出了一种能效优化算法。通过新的功率控制方法最大化车载用户(vehicle user,V-UE)总能效,并利用能量收集技术提高V-UE能效。该算法采用拉格朗日乘数法减少约束条件数目,利用改进的Dinkelbach方法将原问题转换为等效减式优化问题,并求出V-UE功率控制范围。数值仿真结果表明,该算法能够在V-UE用户之间的不同距离内获得最优能效。展开更多
文摘在不可靠信任环境下,考虑设备到设备(Device-to-Device,D2D)辅助边缘计算中的时效性问题,针对多用户单服务器的场景,基于用户间社会关系与交互行为,构建端到端信任模型及联合服务缓存和卸载决策优化模型,以最小化平均响应时延;提出基于信任的服务缓存及卸载(Trust-based Service Caching and Task Offloading,TCO)算法,将原问题分解为多个子问题,将服务缓存子问题转换为背包问题,使用动态规划法进行求解,将D2D中继选择子问题建模为最短路径问题,使用Dijkstra算法求解,采用轮询比较方式完成最终的卸载策略。实验仿真验证了所提算法能够有效提高缓存命中率,降低用户响应时延,保障系统的时效性。
文摘非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术与设备到设备(Device-to-Device,D2D)通信技术相结合在实现高效频谱利用率和大规模接入上有着突出的优势。针对现有的NOMA-D2D系统存在的信道分配模式单一和D2D组内功率分配难以获得最优解的问题,构建了以D2D组和速率为优化目标的联合资源分配算法的方案:首先,在子信道分配上,将问题转换为双边匹配问题,提出了一种基于多对一场景下的D2D组信道分配算法;然后运用基于逐次凸逼近的凸差分(Difference of two Convex functions,DC)编程方法求出接近最优的功率分配值。仿真结果表明,提出的多对一场景下信道匹配算法在和速率上明显优于一对一场景下的信道匹配算法,提出的功率分配算法相比起对偶迭代算法更接近最优功率分配。
文摘在设备到设备通信的车联网场景(Vehicle to Everything-Device to Device,V2X-D2D)下,信道的快速时变会导致基站(Base Station,BS)端通常无法获取完美信道状态信息(Channel State Information,CSI).为解决现有频谱分配方案不适用于V2X-D2D场景的问题,考虑车对车(Vehicle-to-Vehicle,V2V)链路可靠性、最大发射功率、频谱复用的约束,建立V2X的场景模型与通信模型.明确了在满足V2V链路可靠性的前提下,最大化车与基础设施(Vehicle to Infrastructure,V2I)链路的遍历容量的优化目标;在考虑信道快速时变影响的情况下,推导V2V链路的中断概率、V2I链路遍历容量的闭式表达式;针对一对一模式和一对多模式下的频谱分配问题,分别提出基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案和基于图着色-偏好列表的频谱分配方案.仿真结果表明:与现有算法相比,基于改进匈牙利算法的快速频谱分配方案接入率更高、复杂度更低,基于图着色-偏好列表的频谱分配方案也具有接入率、频谱利用率高的优势.
文摘设备到设备(device to device,D2D)通信允许邻近用户使用蜂窝网络频段直接通信,既能分流部分蜂窝数据,减轻基站负担,又能提升服务质量。但由于信息不对称,蜂窝网络不知道用户的类型参数,无法准确提供合理补偿,以激励用户参与数据分流。基于契约理论设计了一种分流补偿机制,首先设计蜂窝网络收益函数和分流用户代价函数及其二者的效用;然后基于用户类型参数服从均匀分布设计补偿机制,验证了该机制能满足个人理性和激励相容条件,分析了该机制的最优性能;最后与正比例补偿机制和完全信息补偿机制进行对比仿真,结果表明,本文设计的分流补偿机制既能保证用户愿意参与数据分流,也鼓励用户报告自身真实的类型参数,还能获得接近于完全信息补偿机制下的效用和性能。
文摘针对融合设备到设备(device to device, D2D)通信的蜂窝系统中路径损耗补偿因子单一、功率控制性能不佳等问题,提出一种自适应联合功率控制算法.根据D2D用户到基站及蜂窝用户的距离计算出路径损耗补偿因子增补量,得出D2D用户及蜂窝用户的路径损耗补偿因子矩阵,提升功率控制性能;同时采用联合闭环功率控制方式进一步降低D2D用户及蜂窝用户的同频干扰.实验仿真表明:相比于传统功率控制算法,该算法对系统的信干噪比(signal to interference plus noise ratio, SINR)有较好的提升作用,且吞吐量在1 000kbit/s以上的用户数量是传统功率控制算法的1.7倍.
文摘针对设备到设备(device to device, D2D)直连技术复用蜂窝网络资源导致用户间干扰的问题,提出了一种基于K-means与Gale-Shapley稳定匹配算法的D2D通信干扰管理资源分配方案。通过分析信号与干扰加噪声比公式,采用K-means聚类算法进行用户分组,降低用户间干扰,实现多对一资源复用;为提高通信系统容量且保证用户的公平性,采用Gale-Shapley稳定匹配算法在用户分组基础上实现信道资源共享。仿真结果表明,与基于贪婪的图着色资源分配算法相比,本文算法在保证系统容量基本稳定的情况下,系统干扰降低了10%~30%。
文摘针对基于设备到设备(device-to-device,D2D)的蜂窝网络下车载无线通信技术(cellular-vehicle to everything,C-V2X)中复用蜂窝用户资源带来的能效问题,提出了一种能效优化算法。通过新的功率控制方法最大化车载用户(vehicle user,V-UE)总能效,并利用能量收集技术提高V-UE能效。该算法采用拉格朗日乘数法减少约束条件数目,利用改进的Dinkelbach方法将原问题转换为等效减式优化问题,并求出V-UE功率控制范围。数值仿真结果表明,该算法能够在V-UE用户之间的不同距离内获得最优能效。
