認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)資源管理與分配算法研究.pdf

1、隨著信號(hào)處理與集成電路等技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線通信在近幾十年取得了空前的進(jìn)步，但如今，無(wú)線通信面臨新的挑戰(zhàn)——無(wú)線頻譜資源匱乏。認(rèn)知無(wú)線電概念的提出在理論上為走出當(dāng)前的困境開(kāi)辟了新的道路。認(rèn)知無(wú)線電作為一種新的無(wú)線電設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)無(wú)線電設(shè)備的智能化與高效資源利用。實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線電高效資源利用的關(guān)鍵依賴于良好的資源管理體系與高效的資源分配算法。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金“基于認(rèn)知無(wú)線電的網(wǎng)格網(wǎng)拓?fù)涔芾怼AC機(jī)制和自適應(yīng)資源分配策略研究”，對(duì)認(rèn)

2、知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)資源分配算法展開(kāi)研究。
　　 1）總結(jié)介紹了認(rèn)知無(wú)線電的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)。認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的根本差異在于其特殊的頻譜資源共享方式，包括基于干擾溫度的共享、基于頻譜感知的動(dòng)態(tài)接入共享以及基于交易的協(xié)商接入共享等。對(duì)認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)資源分配算法進(jìn)行了分類歸納和總結(jié)，并就不同數(shù)學(xué)方法建模認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源分配進(jìn)行了定義。
　　 2）對(duì)非合作博弈在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源分配中的應(yīng)用開(kāi)展研究。介紹了博弈論的基本內(nèi)容，包括博弈

3、的均衡、帕累托最優(yōu)、博弈求解、特殊的博弈模型；對(duì)博弈論在認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源分配應(yīng)用的可行性進(jìn)行了分析，并對(duì)博弈論研究認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究體系進(jìn)行了總結(jié)與歸納；對(duì)典型的基于非合作博弈資源分配經(jīng)典模型的原理與特點(diǎn)進(jìn)行了分析，包括NPG、NPGP、基于影子價(jià)格超模博弈的模型以及基于潛博弈的模型；提出了一種基于非合作博弈的分布式功率控制算法并通過(guò)仿真驗(yàn)證了算法的有效性。
　　 3）對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配算法開(kāi)展研究。以基于簇的多跳網(wǎng)絡(luò)為研究

4、對(duì)象，闡述了研究簇結(jié)構(gòu)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的意義：認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)可用信道資源的空間差異性與時(shí)變特性需要網(wǎng)絡(luò)協(xié)作，而相比于多跳分布式協(xié)作而言，簇協(xié)作更實(shí)用；分析了典型的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合資源分配算法的原理、特點(diǎn)和存在的問(wèn)題，提出了一種基于簇的聯(lián)合資源分配算法。由于以此建立的最優(yōu)化模型是NP-難，不能在有效時(shí)間內(nèi)求最優(yōu)解，因此僅求得可行解。仿真表明該算法解的存在性依賴于網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)簇間轉(zhuǎn)發(fā)量，當(dāng)大多業(yè)務(wù)都是簇間轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)時(shí)，由于存在簇頭“自干擾”與“互干擾”限制，將使