5G技术自提出以来，以其高速率、低延迟和高连接密度的特点受到了广泛关注。微蜂窝网络作为5G网络架构中的一种关键技术，主要用于提升网络的覆盖能力和提高频谱效率。在微蜂窝网络中，中继技术作为一种有效的信号增强手段，能够进一步提升信号的传输质量，是5G微蜂窝网络中的重要组成部分。本研究聚焦于5G微蜂窝网络中的中继选择优化问题，尤其是面向传输能效的优化，旨在最小化传输过程中能量的消耗。
研究提出了一个分布式中继选择优化方法，该方法是在满足用户的业务传输需求的前提下，以最小化传输能量消耗为目标进行的。此方法综合考虑了用户业务需求、无线环境、中继节点位置以及其它用户决策情况等多种因素，构建了业务传输知觉的中继选择分布式优化模型。在这一模型中，能够根据实际环境和需求动态地选择最合适的中继节点，以实现能效最优化。
本研究中的分布式中继选择优化方法，其理论基础建立在博弈论之上。通过对中继选择过程建模为一个博弈问题，分析了用户之间的相互作用和决策过程。通过构建微蜂窝网络能效优化的中继选择博弈模型，并证明了该博弈为精确势能博弈，即能够找到一个平衡点，所有参与者的决策在这一点上达到均衡，从而达到整体能效的优化。
为了实现这一分布式中继选择优化决策，研究设计了相应的算法。这个算法考虑到了微蜂窝网络的分布式特性，能够使得每一个用户都能独立地、分布式地做出中继选择决策，而不需要一个中心化的决策实体。算法的收敛性得到了证明，意味着在一定的条件下，算法能够收敛到一个优化的中继选择结果，从而实现对微蜂窝网络中继选择的优化。
仿真结果证实了所提出的博弈模型和学习算法的理论分析。仿真结果表明，所提出的算法可以有效地以分布式决策方式优化微蜂窝网络的中继选择结果，在满足用户传输需求的同时，减少了网络业务传输的能量消耗。这一研究成果不仅对提升5G微蜂窝网络的能效具有理论意义，同时也对实际应用中的网络设计和优化提供了重要的参考价值。
关键词中的“5G”代表了第五代移动通信技术，这是目前通信技术中最为先进的标准。“微蜂窝网络”指的是使用小功率基站组成的蜂窝网络，相比于传统宏蜂窝网络，微蜂窝网络因其小的覆盖范围和低的发射功率，能更有效地覆盖用户密集区域，提高网络容量。“能量消耗”是衡量网络设备运行效率的一个重要指标，在无线通信网络中，减少能量消耗不仅可以降低运营成本，也有助于减少环境影响。“中继选择优化”是通信网络中提高信号传输质量、降低能量消耗的关键技术。“博弈理论”是研究在一定规则和条件下，多个决策主体如何做出决策以及这些决策如何影响彼此结果的数学理论。在无线通信网络中，博弈论可用于研究基站和用户之间的互动行为及其对网络性能的影响。
本研究获得的基金项目支持是由国家自然科学基金(***)提供的，这显示了该研究在学术界的认可度和重要性。研究团队来自中国人民解放军陆军工程大学通信工程学院，该学院在通信技术领域具有深厚的研究背景和实力。研究的完成和发表时间是2019年，至今该研究的成果仍然具有重要的现实意义和参考价值。
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