認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中基于主動(dòng)協(xié)作的頻譜共享與功率分配.pdf

1、協(xié)作認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)融合了認(rèn)知無線電技術(shù)和協(xié)作通信技術(shù)，可以有效提高頻譜資源利用率。然而傳統(tǒng)的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)由于其固有的動(dòng)態(tài)異構(gòu)特性，主用戶對(duì)頻譜具有優(yōu)先使用權(quán)，頻譜共享缺乏靈活性。為此，本文在主用戶和認(rèn)知用戶間引入主動(dòng)協(xié)作機(jī)制，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用效率。主動(dòng)協(xié)作的引入給認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的資源分配問題帶來新的挑戰(zhàn)。本文致力于研究如何優(yōu)化主動(dòng)協(xié)作機(jī)制中的頻譜共享與功率分配，尋求提高頻譜效率和能量效率的解決方案。
　　本研究首先為了解決協(xié)作認(rèn)

2、知網(wǎng)絡(luò)中頻譜利用率不高的問題，提出一種新穎的主動(dòng)協(xié)作頻譜共享機(jī)制。根據(jù)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的頻譜產(chǎn)權(quán)特性，分析節(jié)點(diǎn)間的利益和協(xié)作關(guān)系，將主用戶與認(rèn)知用戶間的填充式頻譜共享行為建模為Stackelberg主從博弈模型。主用戶將部分頻譜動(dòng)態(tài)租賃給認(rèn)知用戶，從而激勵(lì)認(rèn)知用戶主動(dòng)加入主用戶的協(xié)作傳輸中，提高通信性能，同時(shí)獲得額外的收益;加入?yún)f(xié)作的認(rèn)知用戶則獲得一定的頻譜帶寬傳輸自己的數(shù)據(jù)，并保證通信的連續(xù)性和頻譜接入的公平性。采用逆向歸納法得到博弈均衡

3、解，最終達(dá)到主用戶和認(rèn)知用戶的“雙贏”局面，優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能。其次，考慮多主用戶多認(rèn)知用戶共存的復(fù)雜動(dòng)態(tài)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)通信環(huán)境和通信需求的差異性，克服能量受限問題，提出一種主動(dòng)協(xié)作機(jī)制中分布式增強(qiáng)學(xué)習(xí)的功率分配算法。建立分布式主動(dòng)協(xié)作機(jī)制下的功率分配模型;在此基礎(chǔ)上，引入第二價(jià)格拍賣機(jī)制，實(shí)現(xiàn)用戶間的信道匹配;設(shè)計(jì)功率分配與頻譜共享問題的數(shù)學(xué)模型和效用函數(shù)，考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量，在滿足節(jié)點(diǎn)QoS前提下，進(jìn)行功率分配優(yōu)化。并通過增強(qiáng)學(xué)習(xí)機(jī)制進(jìn)