基于博弈論的認(rèn)知無線電頻譜分配技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，頻譜資源的使用日趨頻繁，整個(gè)無線電頻譜空間被劃分的所剩無幾。然而，從一些研究結(jié)果可以看到，頻譜資源的缺乏更多是由于對(duì)不同無線接入技術(shù)的頻譜分配不合理引起的。認(rèn)知無線電技術(shù)在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，它能夠主動(dòng)檢測(cè)頻譜使用情況，自適應(yīng)的改變自身通信參數(shù)，擇機(jī)的選擇主用戶暫不使用的頻段進(jìn)行通信，具有靈活、頻譜利用率高等優(yōu)點(diǎn)。 但是，對(duì)頻譜的靈活應(yīng)用要求認(rèn)知無線電系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)并動(dòng)態(tài)的分配頻譜資源，

2、其間還要為主用戶的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)退避和切換功能，因此，頻譜分配問題是認(rèn)知無線電無線資源管理中的核心問題之一。目前，對(duì)認(rèn)知無線電中的頻譜分配問題研究已較為廣泛，出現(xiàn)了基于圖論理論等頻譜分配問題模型，但是本領(lǐng)域的研究還剛剛開始。 本文全新的引入了博弈論理論分析認(rèn)知無線電的頻譜分配問題，提出了認(rèn)知無線電的博弈論分析方案，構(gòu)建了基于博弈論的認(rèn)知無線電頻譜分配問題模型，提出了兩個(gè)基于博弈論的分布式頻譜分配算法，通過對(duì)其中潛在博弈算法的仿真，發(fā)現(xiàn)

3、系統(tǒng)的總信干比水平得到明顯改善，算法能夠快速收斂到納什均衡狀態(tài)。 文章首先對(duì)認(rèn)知無線電技術(shù)做簡(jiǎn)要的介紹，主要闡述認(rèn)知無線電的概念、功能等，另外，著重介紹了認(rèn)知無線電中的頻譜分配技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有問題分析模型進(jìn)行了描述。 第二章介紹博弈論，闡述了博弈論理論的提出及發(fā)展情況，分析了博弈論在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。 第三章描述了認(rèn)知無線電的博弈論框架，提出認(rèn)知無線電的博弈論分析方案，系統(tǒng)的描述了使用博弈論對(duì)算法進(jìn)行分析的步驟，文中還

4、列舉了幾個(gè)重要的博弈模型，最終提出了認(rèn)知無線電中頻譜分配問題的模型。 本文的重點(diǎn)是第四章，利用博弈論理論設(shè)計(jì)了一種基于潛在博弈的頻譜分配算法和一種基于無悔學(xué)習(xí)理論的頻譜分配算法。文中詳細(xì)描述了算法的設(shè)計(jì)過程，對(duì)算法的性能做了定性的分析。 為驗(yàn)證所提算法的性能，第五章中利用OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真工具對(duì)基于潛在博弈的頻譜分配算法進(jìn)行了仿真，通過仿真驗(yàn)證了所提算法的收斂性及其對(duì)改善系統(tǒng)性能發(fā)揮的作用，同時(shí)，理論推導(dǎo)與仿真結(jié)果的一致