基于非協(xié)作博弈的功率控制技術(shù)研究.pdf

1、功率控制在無線通信系統(tǒng)的資源分配中占有重要的地位。發(fā)射機(jī)的功率會影響鏈路信號質(zhì)量和無線系統(tǒng)的干擾環(huán)境，有效的功率控制可以降低干擾和能耗，提高系統(tǒng)的容量。功率控制的目標(biāo)是在為每個用戶提供可接受的服務(wù)質(zhì)量的同時盡量減少對其他用戶的干擾。論文首先介紹功率控制的目的、意義、功率控制準(zhǔn)則和功率控制方法與控制方式，結(jié)合WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA系統(tǒng)以及LTE系統(tǒng)論文介紹和說明了功率控制在實際的移動通信系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，最后分析和

2、介紹了影響功率控制性能的時延、誤碼率、移動速度等關(guān)鍵因素。
　　 論文在介紹博弈的定義、三要素、各種分類以及納什均衡的基礎(chǔ)上，引出了基于博弈論的功率控制模型，并對基于信干比平衡準(zhǔn)則、引入線性定價函數(shù)和基于能效準(zhǔn)則的經(jīng)典博弈功率控制方法進(jìn)行了仿真分析和比較。然后論文深入討論了基于非協(xié)作博弈論的功率控制技術(shù)，并重點研究基于時延約束和定價機(jī)制的非協(xié)作博弈功率控制和非協(xié)作博弈功率與速率的聯(lián)合控制算法。
　　 在傳統(tǒng)的非協(xié)作博弈功

3、率控制NPG中，每個用戶都盡可能最大化自己的效用而忽略了由此給其他用戶帶來的影響，此時的博弈的納什均衡效率很低。采用基于定價機(jī)制的非協(xié)作博弈功率控制算法NPGP相對于非協(xié)作博弈功率控制NPG，由于引入代價函數(shù)，博弈中的用戶總是在爭取最大利潤的同時盡量地降低發(fā)射功率，即通過引入代價函數(shù)，可以隱含地使用戶合作卻不改變功率控制的非合作特性，改進(jìn)帕累托區(qū)域中NPG的均衡效用。但是已有的NPGP算法設(shè)定條件過于嚴(yán)苛（假設(shè)每次傳輸都能被接收端正確接

4、收），且考慮的環(huán)境過于簡單（如僅考慮仿真單小區(qū)系統(tǒng)）。為此論文研究了一種適用于多小區(qū)中基于時延約束和定價機(jī)制的非協(xié)作博弈功率控制算法DNPGP算法。論文從改進(jìn)效用函數(shù)入手，研究改進(jìn)非協(xié)作博弈功率速率聯(lián)合控制的有效途徑。首先，在實際系統(tǒng)中時延越大，傳輸狀況越差，論文提出將傳輸時延轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的SIR約束。其次，論文在SIR中考慮了多小區(qū)干擾因素，并針對傳統(tǒng)NPGP采用非相干FSK調(diào)制方式效率低的缺點，論文采用與PSK相近的有效函數(shù)。最后，論

5、文改進(jìn)了傳統(tǒng)NPGP算法中的代價函數(shù)。在傳統(tǒng)NPGP算法中，代價函數(shù)只考慮了自身發(fā)射功率，將自身發(fā)射功率作為懲罰來控制用戶功率不能一味提高從而陷入惡性循環(huán)，論文在構(gòu)建新的代價函數(shù)時不僅考慮自身發(fā)射功率，也同時考慮了其他用戶的干擾和目標(biāo)SIR，當(dāng)用戶受到的干擾較大時其受到的懲罰應(yīng)該下降從而提高發(fā)射功率，當(dāng)用戶所獲得的SIR與目標(biāo)SIR偏離越大其受到的懲罰就越大從而降低發(fā)射功率以接近目標(biāo)SIR。論文的仿真驗證結(jié)果表明，盡管時延的引入會在一定

6、程度上影響DNPGP算法性能，但是由于DNGPG算法采用了新的有效函數(shù)和代價函數(shù)，DNPGP算法相較NPGP仍具有更好的性能。
　　 傳統(tǒng)的非協(xié)作博弈功率控制只分析了功率控制，如何滿足數(shù)據(jù)傳輸速率約束下有效的功率控制是非協(xié)作博弈功率控制中的另一個關(guān)鍵問題。論文在非協(xié)作博弈功率控制研究的基礎(chǔ)上，研究了改進(jìn)了同時對功率和速率進(jìn)行控制的DNPRGP算法。該算法是在時延約束下基于代價的非協(xié)作博弈功率控制DNPGP的基礎(chǔ)上，同時對速率進(jìn)行