基于博弈論的認知無線電網絡動態(tài)頻譜分配技術研究.pdf

1、隨著無線通信技術的發(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。認知無線電技術允許非授權系統(tǒng)在保證不對授權系統(tǒng)造成有害干擾的前提下機會式地使用授權頻段，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。頻譜分配技術作為認知無線電最重要的技術之一，也成為目前的研究熱點。認知無線電網絡中的頻譜分配主要受到網絡架構和頻譜共享方式的影響，本文考慮非集中式網絡架構中的頻譜分配技術，對三種不同的頻譜共享方式下的頻譜

2、分配技術均進行研究，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知無線電網絡，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知無線電網絡，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)各個頻段負載均衡。然后，我們將該模型從跳數(shù)和授權系統(tǒng)兩個維度分別進行擴展：從跳數(shù)維度進行擴展，即多跳非集中式認知無線電網

3、絡，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，通過在多跳路徑內引入合作，可有效提高系統(tǒng)性能；從授權系統(tǒng)維度進行擴展，即多授權系統(tǒng)的非集中式認知無線電網絡，在該網絡中，頻譜資源來自于多個授權系統(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頻帶(授權系統(tǒng))，第二層子博弈用于選擇授權頻帶內的一組最優(yōu)信道。
　　 針對基于協(xié)商式頻譜共享的非集中式認知無線電網

4、絡，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，授權系統(tǒng)作為頻譜賣家出售其空閑頻譜，認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濟學理論，對頻譜交易過程進行定義、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)頻譜市場結構的不同，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