基于认知无线网络频谱分配技术研究

发布时间：2017-04-20 22:24

  本文关键词：基于认知无线网络频谱分配技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着近几年无线通信技术的发展,无线通信极大的方便了人类的学习、生活等各方面。然而无线频谱资源的固定划分方式造成了频谱资源利用率不高,无法满足飞速增长的无线通信业务的需求。认知无线网络可实现频谱资源的共享,并可以实现频谱资源的动态分配,能够使频谱利用率得到有效的提高。然而目前关于认知无线网络的频谱信息检测方面研究比较多,对检测出的空闲频谱如何合理进行分配较少。本文是以认知无线网络的频谱研究为背景,基于博弈论的动态频谱分配技术的研究,通过寻求博弈的纳什均衡确保每个用户的最大收益,有效地提高了频谱利用率。首先本文综述了认知无线网络和博弈论在认知无线网络频谱分配应用的研究现状。介绍了几种经典博弈论频谱分配模型:古诺(Cournot)博弈模型、伯川德(Bertrand)博弈模型和斯坦克尔伯格(stackelberg)博弈模型。论述了博弈理论在认知网络频谱分配应用中可行性和分配过程。然后基于Bertrand模型对主用户之间存在的价格博弈进行了研究与分析。针对现有算法中没有考虑主用户频谱占用率对主用户Qos和效用产生影响的问题,提出了频谱控制因子,对主用户的效用函数进行了改进。分析了主用户博弈的纳什均衡的存在性和求解过程。仿真结果表明基于伯川德主用户静态博弈最终收敛于纳什均衡,验证了改进效用函数的有效性,同时也验证了主用户效用最大时就是达到纳什均衡时的价格的策略。实验还分析了频谱控制因子对纳什均衡和主用户效用的影响。最后基于Cournot模型研究了认知用户频谱分配的算法。在对现有认知用户频谱共享算法分析的基础上,为使认知用户竞争到的频谱更适合自身需求,对主用户频谱定价函数进行了改进。现有的大部分算法中主用户对频谱定价函数通过供需关系来反应的,本文从频谱供应者主用户的效用最大化为出发点。根据改进的频谱定价函数给出了认知用户的效用函数,分析了改进算法的稳定性。通过matlab仿真验证了改进的认知用户效用函数的纳什均衡解的存在性和有效性,也验证了达到纳什均衡时的频谱需求量是认知用户效用最大的策略。
【关键词】：认知无线网络 博弈论 频谱控制因子 效用函数 纳什均衡
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 绪论7-13
• 1.1 研究背景与意义7-8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 认知无线网络的研究现状8-11
• 1.2.2 基于博弈论频谱分配技术的研究现状11
• 1.3 论文章节安排11-13
• 第二章 认知无线网络及动态频谱分配技术13-24
• 2.1 认知无线电13-16
• 2.1.1 认知无线电的概念13-15
• 2.1.2 认知无线电中的关键技术15-16
• 2.2 动态频谱分配技术16-23
• 2.2.1 动态频谱分配技术的分类16-19
• 2.2.2 认知无线网络频谱分配技术模型19-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 认知无线网络频谱分配中的博弈论分析24-33
• 3.1 博弈论24-27
• 3.1.1 博弈论的概念24-25
• 3.1.2 博弈论的发展25
• 3.1.3 博弈论分类25-26
• 3.1.4 纳什均衡26-27
• 3.2 频谱分配中的博弈论分析27-29
• 3.2.1 博弈论在频谱分配应用中的分析27-28
• 3.2.2 基于博弈论频谱分配的过程28-29
• 3.3 博弈论在频谱分配中常用的模型29-31
• 3.3.1 古诺博弈模型29-30
• 3.3.2 伯川德博弈模型30
• 3.3.3 斯坦克尔伯格博弈模型30-31
• 3.4 本章小结31-33
• 第四章 主用户静态博弈频谱分配算法的研究33-44
• 4.1 博弈模型33-34
• 4.1.1 主用户博弈的一般数学模型描述33
• 4.1.2 频谱共享网络模型33-34
• 4.2 无线传输模型34-35
• 4.3 主用户间静态博弈算法设计35-38
• 4.3.1 主用户的收益函数35-36
• 4.3.2 认知用户的频谱需求函数36-37
• 4.3.3 主用户的成本函数37-38
• 4.4 主用户博弈的纳什均衡38-40
• 4.4.1 主用户博弈纳什均衡的存在性38-39
• 4.4.2 主用户博弈的纳什均衡求解39-40
• 4.5 算法仿真与性能分析40-43
• 4.6 本章小节43-44
• 第五章 认知用户动态博弈频谱分配算法的研究44-53
• 5.1 博弈模型44-45
• 5.1.1 认知用户博弈的一般数学模型描述44
• 5.1.2 频谱分配的网络模型44-45
• 5.2 认知用户之间动态博弈算法设计45-47
• 5.2.1 认知用户的效益函数45
• 5.2.2 认知用户的频谱价格函数45-47
• 5.3 算法稳定性分析47-48
• 5.4 算法仿真与性能分析48-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-55
• 6.1 全文总结53
• 6.2 未来展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-58

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王凌云;认知无线网络中基于拍卖理论的动态频谱分配研究[D];西安电子科技大学;2012年

  本文关键词：基于认知无线网络频谱分配技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：319648