文档介绍：中山大学
硕士学位论文
基于博弈论的认知无线电功率控制与速率分配算法研究
姓名:黄文杰
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:戴宪华
20100602
摘要基于博弈论的认知无线电功率控制与速率分配算法研究专业名称:通信与信息系统硕士生:黄文杰指导教师:戴宪华教授本文的工作主要在利用博弈论知识来对认知无线电用户进行功率控制和速现的惴āO喽源车墓β士刂疲盟惴ǜ莶煌没У拇渌俾实牟关键词:认知无线电博弈论功率控制速率分配随着现代通信技术的不断发展和人们信息交互的日益频繁,开放频谱资源匮乏和大量专用授权频谱利用率低下的矛盾愈演愈烈。认知无线电技术是为缓解这种情况而提出的一种新的无线通信技术。该技术可以使未经授权的用户现S户鞫⑾质谌ㄓ没主用户奈词褂玫氖谌ㄆ灯鬃试矗约昂侠硎褂酶闷灯鬃源。为了不影响授权用户正常通信,必须对认知用户的进行严格功率的控制。率分配。本文根据各认知用户速率分配的公平性和认知用户对主用户产生干扰的大小不同设计了新的代价函数,对速率分配不公平的策略行为和对主用户产生干扰比较大的策略行为的惩罚比较大,并基于该代价函数通过数学建模给出了可实同要求进行灵活的速率分配,这样可以达到更高效率和更合理的使用网络资源的目的。这种做法对认知无线电网络中认知用户的资源分配问题有借鉴和启发意义。此外,本文还提出了严格的数学推理证明该博弈算法纳什均衡点的存在性和唯一性,以及帕累托最优。最后,对该算法进行了仿真实验,结果表明本文算法具有一定的优越性。
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摘要:
学位论文作者签名:黄爻鑫论文原创性声明占月日期:旦口,口年本人郑重声明:所争交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识剑本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:黄艾杰学位论文使用授权声明日期:如加年‘月日期:鹨啄辍日本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版,有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅,有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索,可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。导师签名Ⅱ
第一章绪论引言随着无线通信技术的进步,无线用户数量与无线通信服务业务量急剧增长,适用于无线通信的频谱资源倍显珍贵,成为制约无线通信发展的新瓶颈。另外,近年来,视频语音、及宽带无线上网等丰富多彩的数据业务服务层出无线频谱资源是有限的,是一种非常珍贵的自然资源。基于前面所述的情况,根据香农信息理论,这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长,从而导致已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。如何充分提高无线频谱的利用率成为亟待解决的技术问题。认知无线电技术是提出的一种新的解决方法。不穷,尤其是随着无线个人域网络、无线局域网技术的迅猛发展,使得大量的无线用户可以通过有限的无线信道以无线的方式接入互联网。然而,这些通信技术使用的大多是非授权的频段庋唇ǖ贾滤撬作的非授权频段渐趋饱和。另一方面部分通信业务绲缡庸悴ヒ滴竦需要通信网络提供一定的保护,为了使他们免受其他通信业务的干扰,频率管理部门专门分配了特定的授权频段怨┨囟ㄍㄐ乓滴袷褂谩6掖蟛糠值钠灯鬃试炊被用来做授权频段使用,与授权频段相比,非授权频段的频谱资源要少很多。更加严重的情况是,相当数量的授权频谱资源的利用率却非常低。据年美国联邦通信委员会,对无线频谱资源利用现状调查结果表明:目前已分配的频段的利用率从%ゲ坏取緇诩,不同时间,不同地区和频带的利用率同样差别很大。第‘章绪论
研究的背景和意义于新业务的频谱资源也越来越少吐这告诉我们,无线通信的发展不仅仅面临着越来越多的无线通信业务必然导致无线频谱资源越来越匮乏,越来越拥挤,可用无线频谱资源稀缺,还有相当数量的授权频谱资源的浪费相当严重,急需一种全新的、优化利用频谱资源的无线通信模式的诞生。身定位、制定计划,期间还要不断的学习环境变化以便作出及时的调整,最后执行可以提高其系统性能的决定。这一系列的过程都可以用这种新的语言来年,┦吭诜⒈淼穆畚摹】中提出了认知无线电的最初概念,并用一种称为“无线电知识表达语言”的新语言来描述了它怎样提高个人无线业务的灵活性和认知推理模型。其认知模型如图所示。图中,认知无线电系统可以通过持续的观察环境得到环境参数,然后根据这些参数进行自描述和实现。年,博士还在自己的博士论文中利用数学分析和仿真论证了认知无线电的相关原理,首次给认知无