基于竞价机制的认知无线电频谱分配算法

发布时间：2017-07-31 11:09

  本文关键词：基于竞价机制的认知无线电频谱分配算法

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【摘要】：当今越来越多的人已经习惯使用无线通信的方式进行网络冲浪,与此同时频谱资源已经被不断划分给了各种各样的通信系统,致使可用频段变得越来越少,无线频谱资源也像其他资源一样渐渐成为了稀缺资源。认知无线电(CR)通过频谱再利用的方式改善频谱利用率,通过许可未授权的用户(SU)感知其周围无线通信环境的状态,并根据环境变化动态调整自身参数值在避免对授权用户(PU)造成通信干扰的基础上,适应环境变化实现了与授权用户共同使用频谱,是一项能够有效提高频谱利用效率的技术。本文首先概括的介绍了认知无线电技术的定义、网络框架、关键技术以及国内外的研究现状。然后进一步分析了认知无线电中频谱分配技术的分类、原则和关键技术,并引入了拍卖理论的基本要素与定义、分类、概念等相关知识,将两者结合起来为下文基于拍卖理论的频谱分配问题做理论铺垫。第三章分析频谱共享的特殊性,使用拍卖理论中的VCG机制进行价格判决得到赢家,为保证授权用户的服务质量,在认知用户竞拍过程中设计干扰支付机制为其对授权用户的干扰付出代价,以便能够让干扰大的认知用户不能得到频谱使用权,从而达到在保证授权用户QoS的情况下的频谱共享问题,实现基于拍卖的多赢家频谱分配。第四章分析了目前频谱拍卖相关研究假设的不足：即授权用户拍卖的信道只能被获胜的认知用户占据,这种假设使得授权基站处于两难的困境：要么冒着授权用户突然增加的情况下,拍卖授权信道获得拍卖收益,当授权用户突然使用信道时,将没有足够的信道使用；要么就保留信道没有收益。针对这个问题,本章通过为授权用户设置更高的信道接入权限的做法,使授权用户能在通信高峰时通过撤销已经拍卖的信道,在保证授权用户的服务质量情况下,系统的利益最大化。然后,又从认知用户拍卖中的竞价权益的角度出发,分析了拍卖理论中赢者诅咒理论,引入关联价值的概念应用于频谱分配,以便降低认知用户的实际支出,避免赢者诅咒问题,有利于提高其参与竞拍的积极性。
【关键词】：认知无线电 频谱分配 频谱拍卖 多赢家 信道撤销
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 论文研究背景与意义10
• 1.2 认知无线电技术概述10-13
• 1.2.1 认知无线电的定义10-13
• 1.3 认知无线电的关键技术13-17
• 1.3.1 认知无线电频谱感知技术13-15
• 1.3.2 认知无线电频谱分配技术15-16
• 1.3.3 认知无线电功率控制技术16-17
• 1.4 认知无线电网络的研究现状17-18
• 1.4.1 国外研究现状17-18
• 1.4.2 国内研究现状18
• 1.5 论文的内容及结构安排18-20
• 第二章 认知无线电频谱分配技术与拍卖理论概述20-30
• 2.1 认知无线电频谱分配概述20-23
• 2.1.1 频谱分配技术的分类20-21
• 2.1.2 频谱分配技术的原则21-22
• 2.1.3 频谱分配的关键技术22-23
• 2.2 拍卖理论简介23-25
• 2.2.1 拍卖的基本要素与定义23-24
• 2.2.2 拍卖模型的分类24-25
• 2.3 基于拍卖理论的频谱分配25-29
• 2.3.1 理论最佳拍卖机制原理25-26
• 2.3.2 基于拍卖理论的频谱分配特点26-27
• 2.3.3 基于拍卖理论的频谱分配相关问题27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 基于竞价机制的多赢家频谱分配30-40
• 3.1 引言30-31
• 3.2 系统模型与问题描述31-35
• 3.2.1 VCG机制33-34
• 3.2.2 频谱拍卖中的VCG机制应用34-35
• 3.3 基于拍卖的多赢家频谱分配35-37
• 3.3.1 干扰价格35-36
• 3.3.2 保证授权用户QoS的多赢家频谱分配36-37
• 3.4 算法仿真分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 基于竞价撤销机制的频谱分配40-54
• 4.1 引言40
• 4.2 系统模型40-42
• 4.3 基于授权用户权益的信道撤销机制42-45
• 4.3.1 IBs的相关价值定义42-44
• 4.3.2 PBS的频谱撤销策略44-45
• 4.3.3 基于撤销的动态频谱分配算法45
• 4.4 基于IBs权益的改进竞价策略45-48
• 4.4.1 赢者诅咒与关联价值45-46
• 4.4.2 基于IBs权益的改进竞价策略46-48
• 4.5 算法性能分析与仿真48-52
• 4.5.1 IBs频谱关联价值分析48-49
• 4.5.2 PBS的拍卖效用分析49-52
• 4.6 本章小结52-54
• 第五章 总结和展望54-56
• 5.1 全文总结54-55
• 5.2 工作展望55-56
• 致谢56-58
• 参考文献58-64
• 附录A (攻读硕士期间发表的论文及成果)64

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本文编号：598834