一种基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107148046A(43)申请公布日2017.09.08(21)申请号201710396926.0(22)申请日2017.05.31(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号(72)发明人鲁蔚锋周祺华(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人李吉宽(51)Int.Cl.H04W24/08(2009.01)H04W24/02(2009.01)H04W12/02(2009.01)H04W4/00(2009.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法(57)摘要本发明公开了一种基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法，包含：步骤1：输入协议定价区间、最大迭代次数作为阈值数据；步骤2：基于上述阈值进行计算量的初始化；步骤3：检查协议单价是否满足阈值条件和评估函数，如果满足则继续步骤4，如果不满足跳转到步骤6；步骤4：检查当前迭代次数是否达到阈值，以及协议单价的运算过程是否满足计算约束，如果满足继续步骤5，如果不满足则跳转到步骤6；步骤5：得到衰退函数，计算此轮中的综合收益函数，得出此轮最优协议单价；步骤6：得到全局最优协议单价和最优迭代步数。本发明同时考虑到了蜂窝用户和D2D用户的收益，保障了双方的公平性，并在整体上提升了基站小区的通信效率和安全性。CN107148046ACN107148046A权利要求书1/1页1.一种基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：输入基本的协议定价区间、最大迭代次数作为阈值数据；步骤2：基于上述阈值进行计算量的初始化；步骤3：检查协议单价是否满足阈值条件和评估函数，如果满足则继续步骤4，如果不满足则跳转到步骤6，输出结果；步骤4：检查当前迭代次数是否达到阈值，以及协议单价的运算过程是否满足计算约束，即此轮最优最低单价要小于此轮最优最高单价，如果满足则继续步骤5，如果不满足则跳转到步骤6，输出结果；步骤5：根据当前迭代次数，得到衰退函数，以此计算此轮中的综合收益函数，得出此轮最优协议单价；步骤6：输出计算结果，得到全局最优协议单价和最优迭代步数。2.根据权利要求1所述的基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法，其特征在于所述评估函数进行评估的过程为：步骤1：输入单价区间和双方收益的阀值；步骤2：判断双方收益是否大于阀值，如果大于则判断双方收益是否小于极小量，如果不大于则返回布尔值FALSE；步骤3：判断双方收益之差是否满足阈值，如果满足则返回布尔值TRUE，否则返回布尔值FALSE。3.根据权利要求1所述的基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法，其特征在于所述衰退函数满足：1)是关于迭代次数的严格单调减函数；2)当开始进行迭代时，衰退特性较为明显，以约束谈判双方尽快达成协议，而无法拖延；3)当步数到达一定次数后，衰退性质逐渐减弱，当步数为正无穷大时，衰退函数为零，此时双方收益为零。4.根据权利要求3所述的基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法，其特征在于所述衰退函数可以根据具体的应用场景进行设计。5.根据权利要求1所述的基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法，其特征在于所述综合收益函数满足：1)是关于D2D用户收益和蜂窝用户收益的复合函数；2)当双方未达成协议时，双方各自收益之和小于双方达成协议时的系统总收益，即非零和博弈；3)在定义区间内，综合效用函数至少存在一个极值点；4)区间端点可能是极值点，但在评估函数的约束下一般较难取得。6.根据权利要求5所述的基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法，其特征在于所述综合收益函数可以根据实际的应用进行定制。2CN107148046A说明书1/5页一种基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法技术领域[0001]本发明属于无线通信网络技术领域，涉及D2D用户通信的安全性，具体涉及一种基于博弈论的提升D2D通信网络安全和质量的方法。背景技术[0002]Device-to-Device(D2D)通信作为下一代无线通信系统的核心技术之一，带动了无线蜂窝网络的发展。传统的蜂窝网络面临着资源分配紧张，频谱利用率难以进一步提高，在蜂窝用户密集情况下通信质量差等问题。而在蜂窝网络中加入D2D技术，使一部分终端节点成为D2D节点后，通过D2D网络与蜂窝网络的协作可以有效提高蜂窝网络的频谱利用率，进一步扩大蜂窝网络的覆盖范围，惠及蜂窝边缘原本信号较差的用户，并减少核心基站的管理和计算负担。整体上可以使蜂窝网络的性能得到显著提高。因此，D2D通信技术引起了业界的广泛关注。[0003]D2D用户与蜂窝用户复用一段资