认知无线网络中的频谱分配及功率控制算法
发布时间:2020-12-03 01:23
随着第五代移动通信的发展,终端设备呈爆炸式增长,无线电频谱资源越显紧缺,认知无线电被普遍认为是提高频谱资源利用率的最佳途径。在认知无线网络中,频谱分配和功率控制是实现对频谱资源高效合理利用的关键技术。本文分别提出了一种频谱分配算法和一种功率控制算法,主要研究内容如下:(1)本文提出了一种基于混合图的双向异质频谱拍卖算法,激励主用户(卖家)出售空闲的频谱,次用户(买家)在拍卖中投标竞争,获胜的买家可以接入卖家的频谱。算法采用混合图来衡量买家间的干扰,买家可以协商让步其覆盖范围,最大化频谱交易数量,显著提高了频谱利用率;同时算法还考虑了频谱的异质性,允许买家表达对不同频段频谱的偏好,为不同频段的频谱构建不同的干扰图。本文证明了该算法实现了真实性、个体合理性和收益均衡等经济性能,还通过仿真证明了算法在空间利用率、买家满意度和拍卖收益等方面均优于无向图拍卖。(2)本文提出了一种基于DQN的多次用户非合作功率控制算法,主用户和次用户以非合作的方式进行工作,主用户根据自己预置的功率控制策略调整发射功率,次用户通过DQN(深度Q网络)学习算法学习如何调整其发送功率,从而最终使主用户和次用户都能够以所...
【文章来源】:广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】:61 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-2拍卖模型??Fig2-2?Auction?model??按照买家竞价信息是否公开,拍卖可分为公开拍卖和密封拍卖两种形式[47]
based?on?Mixed?Graph?for?heterogeneous?spectrums,?MGDA)。与现有的基于拍卖的频谱分??配模型不同,该算法采用混合图模型为买家量化干扰情况,拍卖师可以协调买家的覆盖??范围,以确保没有两名获胜者互相干扰,同时力求最大限度地扩大拍卖的总覆盖范围。??该算法还考虑频谱的异质性,允许买家表达对不同频率频谱的偏好,同时实现了真实、??个体合理性和收益均衡等经济性能。??3.1拍卖系统建模??3.1.1系统模型??本章的研宄将围绕着Interweave频谱接入模式的认知无线网络展开,运用拍卖算法??来进行频谱分配。在主用户不使用频谱传输数据的时候,次用户机会式地接入主用户的??空闲频谱,但是次用户不能和主用户同时进行传输,而且主用户拥有对频谱的优先使用??权,一旦主用户需要使用频谱,次用户就要马上撤出该频谱。??
上表中的不同覆盖范围的买家报价由公式3-1计算得出,MGDA算法过程如下所示:??首先将排序最前的信道a取出,把对该信道感兴趣的买家形成一个集合,并按照买家的??地理位置和请求的范围建立频谱混合干扰图如图3-2所示,根据混合干扰图模型,拍卖??师对买家进行分组得到一个买家小组G,,买家小组0;包括买家ABCEFH,其中买家??ABF使用半径为c2小覆盖范围(图中阴影部分)、买家CEH使用半径为Cl大覆盖范围??(图中阴影部分)。表3-3表示在信道a下的买家小组G,的情况,在小组G,中买家A??的报价最小,因此抛弃买家A,小组0,的报价为4?=5*102.89?=?514.45。??图3-2信道a下买家的混合干扰图和小组Gi??Fig3-2?Buyer's?mixed?graph?and?group?G]?under?channel?a??表3-3信道a下的买家小组G
【参考文献】:
期刊论文
[1]认知无线电中的频谱共享技术[J]. 张爱清,叶新荣,丁绪星. 通信技术. 2009(02)
博士论文
[1]基于博弈论的认知无线电功率控制研究[D]. 沈田.武汉大学 2013
硕士论文
[1]基于深度Q网络算法与模型的研究[D]. 翟建伟.苏州大学 2017
[2]基于拍卖理论的频谱资源分配研究[D]. 李鑫.扬州大学 2016
[3]认知无线电网络中基于博弈论的功率控制和资源分配研究[D]. 杨和林.重庆邮电大学 2016
本文编号:2895757
【文章来源】:广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】:61 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-2拍卖模型??Fig2-2?Auction?model??按照买家竞价信息是否公开,拍卖可分为公开拍卖和密封拍卖两种形式[47]
based?on?Mixed?Graph?for?heterogeneous?spectrums,?MGDA)。与现有的基于拍卖的频谱分??配模型不同,该算法采用混合图模型为买家量化干扰情况,拍卖师可以协调买家的覆盖??范围,以确保没有两名获胜者互相干扰,同时力求最大限度地扩大拍卖的总覆盖范围。??该算法还考虑频谱的异质性,允许买家表达对不同频率频谱的偏好,同时实现了真实、??个体合理性和收益均衡等经济性能。??3.1拍卖系统建模??3.1.1系统模型??本章的研宄将围绕着Interweave频谱接入模式的认知无线网络展开,运用拍卖算法??来进行频谱分配。在主用户不使用频谱传输数据的时候,次用户机会式地接入主用户的??空闲频谱,但是次用户不能和主用户同时进行传输,而且主用户拥有对频谱的优先使用??权,一旦主用户需要使用频谱,次用户就要马上撤出该频谱。??
上表中的不同覆盖范围的买家报价由公式3-1计算得出,MGDA算法过程如下所示:??首先将排序最前的信道a取出,把对该信道感兴趣的买家形成一个集合,并按照买家的??地理位置和请求的范围建立频谱混合干扰图如图3-2所示,根据混合干扰图模型,拍卖??师对买家进行分组得到一个买家小组G,,买家小组0;包括买家ABCEFH,其中买家??ABF使用半径为c2小覆盖范围(图中阴影部分)、买家CEH使用半径为Cl大覆盖范围??(图中阴影部分)。表3-3表示在信道a下的买家小组G,的情况,在小组G,中买家A??的报价最小,因此抛弃买家A,小组0,的报价为4?=5*102.89?=?514.45。??图3-2信道a下买家的混合干扰图和小组Gi??Fig3-2?Buyer's?mixed?graph?and?group?G]?under?channel?a??表3-3信道a下的买家小组G
【参考文献】:
期刊论文
[1]认知无线电中的频谱共享技术[J]. 张爱清,叶新荣,丁绪星. 通信技术. 2009(02)
博士论文
[1]基于博弈论的认知无线电功率控制研究[D]. 沈田.武汉大学 2013
硕士论文
[1]基于深度Q网络算法与模型的研究[D]. 翟建伟.苏州大学 2017
[2]基于拍卖理论的频谱资源分配研究[D]. 李鑫.扬州大学 2016
[3]认知无线电网络中基于博弈论的功率控制和资源分配研究[D]. 杨和林.重庆邮电大学 2016
本文编号:2895757
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