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博弈认知无线电网络动态资源管理和分配对策

收藏本文 2024-03-02 点赞:5967 浏览:17498 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:无线通信业务需求的爆炸式增加和怎么写作质量要求的不断提升,要求无线通信网络必须利用有限的频谱资源,不断寻求提升系统容量和覆盖能力的技术途径。认知无线电作为一种智能频谱共享技术,具有环境意识、行为意识和目标意识,允许在时域、频域和空域上进行多维的频谱复用和共享。博弈论是一种利用数学模型解决决策及决策均衡的论述。通信用户之间竞争有限的网络资源,可以通过建立博弈模型,利用博弈论设计高效、可靠的资源管理与分配对策。本论文围绕认知无线电网络动态资源管理和分配对策开展探讨,利用非合作博弈论建立数学模型,通过浅析纳什均衡及其特性,验证运用博弈论解决认知无线电网络资源分配不足的可行性,并提出两种基于博弈论的资源管理与分配算法:针对集中式认知无线电网络,提出一种联合资源评价的非合作博弈资源分配算法(Joint Resources Evaluation and Allocation Algorithm based on Non-CooperativeGame, JREA)。利用基站搜集的统计数据对主用户占用频谱进行定量评价,并对认知用户进行调度和资源分配;基于主用户可容忍的干扰值门限确定网络中每个用户的发射功率上限,同时结合认知用户业务的QoS需求设计功率分配算法的效用函数,并浅析其收敛性。仿真验证结果表明,该算法收敛较快,在低信噪比通信环境下也能保证每个用户的信干噪比(SINR)高于QoS需求门限,同时降低对主用户的干扰,提升网络性能。针对通信用户无法获得完全信息的分布式认知无线电网络,设计了一种用户接入和信令交互历程,通过生成网络可用信道优先度表评价信道可用性和质量,构建基于EWA的学习博弈模型,提出一种基于信道优先度与认知用户间干扰的EWA学习博弈抽象的信道选择算法。仿真验证结果表明,该算法可通过对历史经验的学习,自适应选择可用性最优信道,能增加系统有效吞吐量,并保证资源分配的公平性。关键词:认知无线电论文资源管理与分配论文非合作博弈论文EWA学习博弈论文效用函数论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-8

    1 绪论8-12

    1.1 探讨背景与作用8

    1.2 国内外探讨近况8-11

    1.3 探讨内容及章节安排11-12

    2 认知无线电网络中的博弈论基础12-20

    2.1 博弈论概述12-13

    2.1.1 博弈论进展历程12

    2.1.2 博弈论定义12

    2.1.3 博弈论分类12-13

    2.2 非合作博弈和纳什均衡13-17

    2.2.1 纳什均衡13-14

    2.2.2 均衡的有着性14-15

    2.2.3 均衡的唯一性15-17

    2.3 基于博弈论的认知无线电网络资源分配17-18

    2.3.1 认知无线电网络动态资源分配17-18

    2.3.2 基于博弈论动态资源分配的可行性浅析18

    2.4 本章小结18-20

    3 联合资源评价的非合作博弈资源分配算法探讨20-35

    3.1 基于非合作博弈的认知网络资源分配模型20-22

    3.1.1 基于开放式频谱共享博弈模型20-21

    3.1.2 基于等级接入共享博弈模型21-22

    3.2 联合资源评价的资源管理与分配算法22-33

    3.2.1 系统模型22-24

    3.2.2 博弈建模24-25

    3.2.3 可用频谱的量化评价25-26

    3.2.4 效用函数设计与浅析26-28

    3.2.5 算法描述28-30

    3.2.6 性能仿真浅析30-33

    3.3 本章小结33-35

    4 基于学习博弈的分布式资源分配算法探讨35-51

    4.1 基于学习论述的模型概述35-39

    4.1.1 强化学习模型35-36

    4.1.2 基于信念的学习模型36-38

    4.1.3 EWA 学习模型38-39

    4.2 EWA 学习博弈数学模型39-40

    4.3 系统模型40-43

    4.3.1 网络模型40-41

    4.3.2 信道优先度表生成41-42

    4.3.3 用户接入和信令交互历程42-43

    4.4 EWA 学习博弈模型抽象的信道选择算法43-50

    4.4.1 博弈抽象43-44

    4.4.2 算法描述44

    4.4.3 性能仿真浅析44-50

    4.5 本章小结50-51

    5 总结与展望51-53

    5.1 全文总结51

    5.2 未来展望51-53

    致谢53-54

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