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协作通信技术充分利用了无线传输的广播特性,能以某种方式利用网络中的空闲节点,帮助有通信需求的节点发送信息,从而获取分集增益,提升整个网络的性能。该技术从根本上改变了传统网络中点对点的传输方式,可以有效克服MIMO技术在应用上的局限性。中继节点选择是协作通信研究的焦点之一,它直接影响到通信质量的好坏。现有中继选择方法主要考虑协作增益,却忽略了中继干扰问题及其对中继选择策略的影响。此外,现有中继选择方案通常认为中继节点都是无私的,一旦被选取为中继就要无偿提供协作服务。显然,这对于资源有限的中继用户来说是不合理的。
本文将中继干扰定义为额外开销,建立拍卖模型,通过支付给中继节点一定的价格促使它们参与协作。本文的主要工作如下:⑴详细分析了协作增益和额外开销,在此基础上定义了买方收益和卖方成本,建立了中继选择的拍卖模型。⑵将建立的拍卖模型应用于分布式网络中,并针对分布式网络无中心节点的特性提出了多轮单向拍卖(MROWA)中继选择方法。该方法在中继节点的选择问题上考虑了协作的额外开销,从而使其成为中继节点选择的一个重要衡量因素。此外,在权衡买方的拍卖成交率和效用基础上得出了买方的优化报价策略。⑶将McAfee双向拍卖引入建立的拍卖模型,并针对集中式网络具有中心节点的特性提出了单轮双向拍卖(ORDA)中继选择方法。为解决McAfee双向拍卖的卖方同质性问题,该方法在拍卖之前采用最大权重匹配(MWM)算法对买卖双方进行初始分配,从而使McAfee双向拍卖能合理的应用于ORDA中继选择。⑷在MATLAB上对提出的MROWA和ORDA中继选择方法进行仿真分析,仿真结果表明两种中继选择方法均可提升买卖双方总效用,进而提升网络的整体性能。此外,ORDA还可提升拍卖成交率,进而得到中继资源的更有效利用。