D2D通信中集中-分布式资源优化分配策略

本文主要探讨了在设备终端直连（Device-to-Device, D2D）通信模式下的一种混合集中-分布式资源优化分配方案。随着D2D通信的发展，它能有效复用蜂窝网络中原本用于手机用户的频谱资源，从而提高频谱效率和系统容量。然而，这种通信方式也带来了更复杂的干扰管理问题。 首先，文章提出了一个将资源分配划分为信道分配和功率控制两部分的策略。信道分配是在基站层面进行的，通过采用基于聚类的思想，基站根据终端之间的路径损耗对D2D用户进行分组，将距离相近的用户归为一类，以此来优化信道使用效率。这一步骤简化了资源分配的复杂性，减少了网络的协调负担。 在功率控制方面，文章引入了Stackelberg博弈理论，即基站作为领导者，通过设置资源价格来保证其服务质量和经济利益；而D2D终端作为追随者，追求自身能量效率的最大化。这样，D2D终端可以通过分布式的方式进行功率优化，形成纳什均衡，实现整体系统的最优资源配置。 值得注意的是，整个资源分配过程对基站和D2D用户的信息需求相对较少，仅需基本的信道状态信息，这显著降低了系统的信令开销，提高了网络运行的效率。文章的关键词包括D2D通信、资源分配、聚类、Stackelberg博弈以及能量效率，体现了研究的核心内容和目标。 本文的主要贡献在于提供了一种在D2D通信环境中，通过混合集中-分布式策略，有效解决信道分配和功率控制问题的方法，旨在提升网络性能并降低系统复杂性。这对于未来的无线通信网络设计和优化具有重要的理论价值和实际应用潜力。