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基于机会频谱接入的MANET功率控制技术研究

作　者: 梁波
导　师: 董育宁
学　校: 南京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: IWFA QoS 功率控制 OSA MANET 认知无线电非线性互补问题惩罚价格
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

对基于机会频谱接入的MANET的研究涉及到许多方面,其中基于机会频谱接入的MANET中的功率控制算法设计是目前的一个研究热点。本文从基于机会频谱接入的MANET网络关键技术特性出发,全面介绍了目前基于机会频谱接入的MANET中的主要功率控制算法,现有的基于机会频谱接入的MANET中的功率控制算法主要针对单信道情况,不符合实际网络的要求,无法适应多信道网络场景;而传统网络中的多信道功率控制算法由于无法控制次用户对主用户的叠加干扰,不能满足主用户的干扰温度约束,因而不适应基于机会频谱接入的MANET。针对传统无线网络中的经典多信道迭代注水算法(IWFA)在基于机会频谱接入的MANET中的不足,本文重点研究了在多信道条件下、基于机会频谱接入的MANET的功率控制问题,即在满足主用户干扰温度以及次用户自身QoS约束时最小化次用户的发送功率,引入了价格机制来控制次用户对主用户的叠加干扰。主要研究工作包括以下几方面:1)通过使用惩罚价格对次用户对主用户产生的单位干扰进行惩罚,来减小次用户的发送功率,降低次用户在达到纳什均衡时对主用户的叠加干扰。提出了给定惩罚价格下求解纳什均衡的改进的多信道同步、序列和异步IWFA。2)通过将价格生成表述为非线性互补问题,提出了基于次梯度投影的价格更新算法来求解合适的价格系数,使得在当前价格系数惩罚下的次用户达到的纳什均衡满足主用户干扰温度约束,从而达到保证主用户的QoS的目的。3)通过MATLAB仿真比较了本文提出的算法在不同网络环境设定中的性能及收敛特性,结果表明,相对于经典多信道IWFA,本文算法在达到纳什均衡时能够很好的满足主用户干扰温度约束,适应于基于机会频谱接入的MANET。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究概况  10-11
  1.3 本文研究内容及结构安排  11-13
第二章认知无线电与MANET 的概念及关键技术  13-25
  2.1 认知无线电的基本概念与关键技术  13-19
    2.1.1 认知无线电的基本概念  13-14
    2.1.2 认知无线电的体系结构和认知循环过程  14-17
    2.1.3 认知无线电的关键技术  17-19
  2.2 MANET 概念与关键技术  19-23
    2.2.1 MANET 的基本概念  19
    2.2.2 MANET 的基本特征  19-21
    2.2.3 MANET 的关键技术  21-23
  2.3 基于机会频谱接入的 MANET 关键技术  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章单信道条件下的基于机会频谱接入的MANET 中的功率控制算法  25-31
  3.1 系统模型  25-27
    3.1.1 主用户的干扰温度  26
    3.1.2 次用户接收端的SINR  26-27
  3.2 分布式功率控制算法  27-29
    3.2.1 分布式受限的功率控制算法  27-28
    3.2.2 广义分布式受限的功率控制算法  28-29
  3.3 本章小结  29-31
第四章多信道条件下基于机会频谱接入的MANET 中的功率控制算法  31-48
  4.1 系统模型  31-32
  4.2 博弈论与功率控制  32-34
    4.2.1 博弈论模型及分类  32-34
    4.2.2 非合作博弈与纳什均衡  34
  4.3 功率控制问题博弈论表述  34-36
  4.4 分布式功率控制算法  36-39
  4.5 仿真结果及分析  39-46
    4.5.1 两种同步IWFA 仿真结果及分析  40-44
    4.5.2 两种序列IWFA 和异步IWFA 仿真结果及分析  44-46
    4.5.3 改进的同步、序列及异步IWFA 仿真结果及分析  46
  4.6 本章小结  46-48
第五章研究结论与展望  48-50
  5.1 本文研究工作总结  48-49
  5.2 进一步的工作和建议  49-50
参考文献  50-54
论文发表情况  54-55
致谢  55

基于机会频谱接入的MANET功率控制技术研究

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