基于博弈論的認知無線電網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化分配技術(shù).pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源匱乏已經(jīng)成為限制無線通信和增值業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸。然而，研究表明，頻譜資源緊缺多是由于傳統(tǒng)模式下的固定頻譜分配制度使得稀缺的頻譜資源在大部分時間內(nèi)處于空閑狀態(tài)。認知無線電技術(shù)能夠主動檢測頻譜使用情況，充分利用處于空閑狀態(tài)的頻譜資源進行有效的通信，為解決頻譜資源匱乏、實現(xiàn)頻譜動態(tài)分配以及提高頻譜效率提出了新的思路。認知無線電中的資源分配問題一直是國內(nèi)外理論研究的熱點。其中應(yīng)用博弈論的理論和算法設(shè)計頻譜分配機

2、制，充分利用無線終端的對環(huán)境認知的能力來優(yōu)化頻譜分配有著深遠的理論意義和現(xiàn)實意義。 首先，本文深入討論了常用的博弈論模型并分析了納什均衡理論及求解方法以及最優(yōu)拍賣機制設(shè)計原理。此外，全面地分析了認知無線電網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)頻譜分配現(xiàn)有模型以及三種不同的網(wǎng)絡(luò)模型下的四種常見的頻譜分配模型包括拍賣理論模型，博弈論模型，著色理論模型及干擾溫度模型。 然后，針對多用戶OFDMA系統(tǒng)，本文提出了基于納什討價還價理論的無線資源分配模型及算法

3、，并利用匈牙利任務(wù)指派算法將兩用戶協(xié)商算法推廣到多用戶OFDMA系統(tǒng)。通過仿真驗證該算法實現(xiàn)了系統(tǒng)最大容量和公平性之間的折中，在系統(tǒng)總體性能上優(yōu)于最大化總體速率算法和最大最小化算法。該算法的算法復(fù)雜度為O(K4+K2Nlog2N)，低于同類算法的復(fù)雜度。 最后，本文創(chuàng)新的將經(jīng)濟學中的等候線拍賣理論引入到無線資源分配算法設(shè)計中。并根據(jù)這一原理，在基于OFDMA的認知無線電網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)計了新穎的動態(tài)頻譜接入機制和算法。通過Matlab