基于博弈论的蜂窝异构网络资源分配方法研究
发布时间：2021-11-02 20:08
近年来,随着移动通信系统的快速发展、智能终端的大规模普及以及多媒体业务的不断增多,移动数据业务量呈现出指数增长。为了满足用户高速率和高服务质量的需求,许多新型通信技术被提出来。其中,蜂窝异构网络技术通过缩短基站和用户的传输距离,从而有效的解决了基站覆盖的“盲区”和“忙区”问题。然后由于频谱资源的稀缺性、系统的能耗过高以及网络中的干扰问题等,蜂窝异构网络仍然面临着许多技术挑战。因此,设计高效的频谱和能量资源分配系统,减小系统干扰已然成为通信事业亟需解决的问题,并且已经受到了研究者们的广泛的关注。因此,本文首先针对蜂窝异构网络的频谱资源分配问题,利用动态博弈对频谱资源进行分配,分析异构网络的系统总效用,考虑用户动态分配,设定干扰容限阈值,通过推导求出频谱分配的最优解。然后介绍蜂窝异构网络的能量资源分配方法,考虑在用户需求不确定的情况下,分别在集中式决策和分布式决策下通过分析小基站与微电网的效用函数求出能量分配的最优解。最后研究蜂窝异构网络的能量和频谱资源联合分配,使用两种基于斯塔克尔伯格博弈的分布式资源分配方案,即能量和频谱同时或顺序决策算法,通过博弈论逆向归纳法,首先对能量和频谱资源进行...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ITU定义的5G性能标准第五代移动通信系统（5thGeneration，5G）作为下一代无线通信技术，与4G系统相比，5G系统将具有更高的传输速率、更大的系统容量、更低的时延以及更高的频谱利用率、能量
提高宏蜂窝密度和数目能不断提高信号的覆盖率、提升用户数据传输速率，然而随端数目的飞速增长、人们生活节奏的不断加快，系统容量和数据传输速率仍然不能日益增长的业务需求，并且这种改进方法却存在许多问题，例如小区边缘用户 QoS、选址困难、维护成本高、难以保证室内覆盖和热点区域的 QoS 等。由于通过部署大量的宏基站（MacroBaseStation，MBS），使蜂窝网络密集化存在以点，上世纪 90 年代中期，人们就已经开始考虑对蜂窝网络进行分层。1999 年美国贝提出并研究了家庭基站（Femtocell）的可行性，到 2000 年，阿尔卡特公司宣布完成SM 标准的 Femtocell 产品并将其推向市场。但是直到 2005 年后，随着数据业务的剧tocell 才受到广泛关注，此后人们开始重点研究 Femtocell 技术，并且推出了一tocell 相关产品。不久之后，Femtocell 以及增强型 Femtocell 的概念就被 3GPP 组织 LTE-Advanced 标准中[7]。目前，异构蜂窝网络（Heterogeneous CellularNetwork，H小基站（Small Base Station，SBS）技术早已经被认为是提高和改善 5G 网络的数据、频谱利用效率与能量利用效等需求所必须的一项关键技术。
了更好的理解博弈理论，人们一般从不同角度对博弈理论进行分类，然后研究，并将其用于分析实际问题，如图 2.2 所示为博弈论的分类。从合作的角度分论分为合作博弈和非合作博弈，本文主要对非合作博弈(Non-CooperativeGam弈(Cooperative Game)模型进行详细阐述。非合作博弈模型包括非合作的斯塔克Stackelberg Game）模型、古诺博弈（Cournot Game）模型以及拍卖(Auction)模作博弈模型相比，在博弈局势中，合作博弈模型由于需要各个参与者之间含有互，所以能够为博弈中的参与者带来更加有效的均衡解。但是合作博弈中的每合作博弈中的参与者一样，仍然是将自己的最大化效用作为博弈目标，所以合于研究一些具有特殊架构的系统[28]。因此，无线通信系统中可以利用合作博弈程问题比较少，研究者一般为了减少网络中的信令交互开销在大多数情况下都弈模型对系统中的问题进行建模。下面我们将首先对非合作博弈模型进行简要准解纳什均衡（NashEquilibrium，NE）进行定义。然后对合作博弈进行描述，转移的进行描述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]异构网中D2D和小蜂窝用户的资源分配算法研究[J]. 刘辉,任兆俊,弓紫慧,庄园. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(06)
[2]5G若干关键技术评述[J]. 张平,陶运铮,张治. 通信学报. 2016(07)
博士论文
[1]蜂窝异构网络资源分配技术研究[D]. 袁得嵛.北京邮电大学 2015
[2]异构无线网络中资源管理研究[D]. 郑杰.西安电子科技大学 2014
[3]无线通信网的节能管理机制[D]. 喻鹏.北京邮电大学 2013
[4]基于博弈论的无线网络资源竞争与协作机制研究[D]. 张国鹏.西安电子科技大学 2009
[5]基于博弈论的网络资源分配方法研究[D]. 魏蛟龙.华中科技大学 2004
本文编号：3472314
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ITU定义的5G性能标准第五代移动通信系统（5thGeneration，5G）作为下一代无线通信技术，与4G系统相比，5G系统将具有更高的传输速率、更大的系统容量、更低的时延以及更高的频谱利用率、能量
提高宏蜂窝密度和数目能不断提高信号的覆盖率、提升用户数据传输速率，然而随端数目的飞速增长、人们生活节奏的不断加快，系统容量和数据传输速率仍然不能日益增长的业务需求，并且这种改进方法却存在许多问题，例如小区边缘用户 QoS、选址困难、维护成本高、难以保证室内覆盖和热点区域的 QoS 等。由于通过部署大量的宏基站（MacroBaseStation，MBS），使蜂窝网络密集化存在以点，上世纪 90 年代中期，人们就已经开始考虑对蜂窝网络进行分层。1999 年美国贝提出并研究了家庭基站（Femtocell）的可行性，到 2000 年，阿尔卡特公司宣布完成SM 标准的 Femtocell 产品并将其推向市场。但是直到 2005 年后，随着数据业务的剧tocell 才受到广泛关注，此后人们开始重点研究 Femtocell 技术，并且推出了一tocell 相关产品。不久之后，Femtocell 以及增强型 Femtocell 的概念就被 3GPP 组织 LTE-Advanced 标准中[7]。目前，异构蜂窝网络（Heterogeneous CellularNetwork，H小基站（Small Base Station，SBS）技术早已经被认为是提高和改善 5G 网络的数据、频谱利用效率与能量利用效等需求所必须的一项关键技术。
了更好的理解博弈理论，人们一般从不同角度对博弈理论进行分类，然后研究，并将其用于分析实际问题，如图 2.2 所示为博弈论的分类。从合作的角度分论分为合作博弈和非合作博弈，本文主要对非合作博弈(Non-CooperativeGam弈(Cooperative Game)模型进行详细阐述。非合作博弈模型包括非合作的斯塔克Stackelberg Game）模型、古诺博弈（Cournot Game）模型以及拍卖(Auction)模作博弈模型相比，在博弈局势中，合作博弈模型由于需要各个参与者之间含有互，所以能够为博弈中的参与者带来更加有效的均衡解。但是合作博弈中的每合作博弈中的参与者一样，仍然是将自己的最大化效用作为博弈目标，所以合于研究一些具有特殊架构的系统[28]。因此，无线通信系统中可以利用合作博弈程问题比较少，研究者一般为了减少网络中的信令交互开销在大多数情况下都弈模型对系统中的问题进行建模。下面我们将首先对非合作博弈模型进行简要准解纳什均衡（NashEquilibrium，NE）进行定义。然后对合作博弈进行描述，转移的进行描述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]异构网中D2D和小蜂窝用户的资源分配算法研究[J]. 刘辉,任兆俊,弓紫慧,庄园. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2016(06)
[2]5G若干关键技术评述[J]. 张平,陶运铮,张治. 通信学报. 2016(07)
博士论文
[1]蜂窝异构网络资源分配技术研究[D]. 袁得嵛.北京邮电大学 2015
[2]异构无线网络中资源管理研究[D]. 郑杰.西安电子科技大学 2014
[3]无线通信网的节能管理机制[D]. 喻鹏.北京邮电大学 2013
[4]基于博弈论的无线网络资源竞争与协作机制研究[D]. 张国鹏.西安电子科技大学 2009
[5]基于博弈论的网络资源分配方法研究[D]. 魏蛟龙.华中科技大学 2004
本文编号：3472314
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3472314.html
