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