基于博弈论的协作中继策略  

Strategy selection for wireless cooperative relaying based on game theory

作　　者：张国鹏[1] 丁恩杰[1] 涂相华[2] 

机构地区：[1]中国矿业大学物联网研究中心,江苏徐州221008 [2]深圳大学教育信息技术系,广东深圳518060

出　　处：《中国矿业大学学报》2012年第3期504-509,共6页Journal of China University of Mining & Technology

基　　金：国家自然科学基金项目(60972059);中国博士后科学基金项目(20100481185);江苏省博士后科学基金项目(1101108C);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2010QNA27);江苏省高校优势学科建设工程项目

摘　　要：针对无线网络中协作节点公平、高效的资源分配,提出一种基于博弈论的协作中继策略.设置节点的中继策略为其中继码元数和相应的中继功率,建立中继策略选择的联合博弈(JSPAG)模型.为求解JSPAG的双赢纳什议价解(NBS)策略并降低其运算复杂度,将JSPAG依次分解为码元分配博弈(SAG)和功率分配博弈(PAG).应用凸优化理论,分别证明SAG和PAG具有惟一的纳什议价解;使用低复杂度的策略搜索算法求得SAG和PAG的惟一NBS解.仿真实验表明:与直接传输策略相比,所提出的NBS策略能使协作节点获得公平的数据传输速率增益;与最大化系统速率策略(即不考虑用户间的公平性)相比,NBS策略能在获取节点间公平性的同时减小系统资源利用效率上的损失.A game theory based cooperative relaying strategy is proposed to perform the fair and efficient resource allocation for wireless cooperative communication networks.The cooperative strategy of a node is defined as the number of data-symbols and power that it is used for the relaying purpose.Then,the joint symbol and power allocation game（JSPAG） for strategy selection is formulated.To achieve the Nash bargaining solution（NBS） strategies for the cooperative nodes,the game is divided into a symbol allocation game（SAG） and a power allocation game（PAG）.Using the convex optimization theory,the existing of a unique NBS to the SAG and the PAG is proved,and the NBS can be solved with low complexity.The simulation results show that（1） the NBS is fair in that both nodes could experience better performance through cooperation,and（2） the NBS is efficient in that the performance loss of the NBS scheme to that of the maximal overall rate scheme is small while the maximal-rate scheme is unfair.

关 键 词：协作通信 资源分配 协作博弈论 纳什议价解 帕累托最优 

分 类 号：TP393[自动化与计算机技术—计算机应用技术] TN911[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]