基于博弈論的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)動態(tài)頻譜分配技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，人們對無線頻譜資源的需求日益增長，無線頻譜成為越來越緊缺的資源。認(rèn)知無線電技術(shù)允許非授權(quán)系統(tǒng)在保證不對授權(quán)系統(tǒng)造成有害干擾的前提下機會式地使用授權(quán)頻段，可有效提高頻譜利用率，因此，成為無線通信的一個重要發(fā)展方向。頻譜分配技術(shù)作為認(rèn)知無線電最重要的技術(shù)之一，也成為目前的研究熱點。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜分配主要受到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和頻譜共享方式的影響，本文考慮非集中式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的頻譜分配技術(shù)，對三種不同的頻譜共享方式下的頻譜

2、分配技術(shù)均進(jìn)行研究，提出基于不同博弈模型的頻譜分配方案。
　　 針對基于開放式和擇機式頻譜共享的非集中式認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)，我們提出基于傳統(tǒng)博弈的動態(tài)頻譜分配方案，該部分所提方案主要考慮認(rèn)知無線電鏈路之間的競爭、合作以及公平性等。首先，針對單跳非集中式認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)，介紹一種基于非合作博弈的動態(tài)頻譜分配方案，可實現(xiàn)各個頻段負(fù)載均衡。然后，我們將該模型從跳數(shù)和授權(quán)系統(tǒng)兩個維度分別進(jìn)行擴展：從跳數(shù)維度進(jìn)行擴展，即多跳非集中式認(rèn)知無線電網(wǎng)

3、絡(luò)，我們提出一種基于部分合作的混合博弈的動態(tài)頻譜分配方案，通過在多跳路徑內(nèi)引入合作，可有效提高系統(tǒng)性能；從授權(quán)系統(tǒng)維度進(jìn)行擴展，即多授權(quán)系統(tǒng)的非集中式認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中，頻譜資源來自于多個授權(quán)系統(tǒng)，擁有不同的頻譜特性(差異頻段)，我們提出一種基于分層博弈的動態(tài)頻譜分配方案，第一層子博弈用于選擇一個合理的授權(quán)頻帶(授權(quán)系統(tǒng))，第二層子博弈用于選擇授權(quán)頻帶內(nèi)的一組最優(yōu)信道。
　　 針對基于協(xié)商式頻譜共享的非集中式認(rèn)知無線電網(wǎng)

4、絡(luò)，我們將協(xié)商過程建模為頻譜市場模型，把動態(tài)頻譜分配過程看作一個頻譜交易過程，授權(quán)系統(tǒng)作為頻譜賣家出售其空閑頻譜，認(rèn)知無線電用戶作為頻譜買家租用空閑頻譜，借助各種成熟的微觀經(jīng)濟學(xué)理論，對頻譜交易過程進(jìn)行定義、規(guī)范和約束，可有效提高頻譜分配的頻譜效率或系統(tǒng)的收益。根據(jù)頻譜市場結(jié)構(gòu)的不同，我們考慮兩種不同的頻譜交易機制。針對多頻譜賣家的頻譜市場，我們提出一種基于動態(tài)拍賣的頻譜交易機制，該機制特點是：完全分布式執(zhí)行且可實現(xiàn)全局最優(yōu)頻譜效率；針