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基于博弈论的无线频谱资源优化管理研究

作　者: 胡小辉
导　师: 许力
学　校: 福建师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 认知无线电网络博弈论频谱效率跨层设计功率控制
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着无线电技术及相关应用的发展,频谱资源逐渐成为宝贵的稀缺资源,另一方面,目前全球已分配出去的授权频段频谱的利用率非常低。认知无线电网络允许认知用户在不干扰主用户正常工作的前提下竞争空闲频谱,实现频谱资源的二次利用,提高频谱利用率。为了解决频谱共享的竞争问题,博弈论成为重要的工具之一。本文主要应用博弈理论来研究空闲频谱资源的动态分配策略。首先,对课题的研究背景进行简要分析,描述了认知无线电的定义、特征和主要功能以及认知无线电中现有的频谱分配技术,另一方面,对博弈论的基本概念作了简单介绍,分析了博弈论在解决认知无线电中频谱共享问题的优势。其次,为了能实现认知无线电网络中频谱资源的分布式动态分配,提出了基于议价博弈模型的分配策略,并设计了相应的分配算法,有效地提高了网络性能。接着,引入跨层思想并与议价机制相结合,进一步分析认知无线电网络中功率与带宽资源联合优化分配问题,构建了以最大化系统吞吐量为目标的多重约束优化模型,在分析模型的基础上给出了带宽与功率联合分配算法,有效提高了认知系统的频谱效率和系统吞吐量。论文最后利用混合策略博弈对信道动态接入问题进行建模,研究用户动态接入信道时的最优混合策略,降低恶意用户的干扰和用户间的冲突,提高动态接入信道时的安全性。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-4
中文文摘  4-9
绪论  9-19
  第一节认知无线电的特征与应用  9-12
    一认知无线电概述  9-10
    二认知无线电的功能  10-11
    三认知无线电的应用与挑战  11-12
  第二节博弈论  12-14
    一博弈论的基本概念  12
    二博弈论的分类  12-13
    三博弈论在认知无线电中的应用  13-14
  第三节认知无线电网络中频谱分配技术研究现状  14-17
    一动态频谱分配技术  14-15
    二博弈论与动态频谱分配  15-16
    三动态接入的安全问题  16-17
  第四节课题来源及内容安排  17-19
第一章认知无线电网络中分布式频谱分配策略  19-31
  第一节基本背景介绍  19-21
    一认知无线电网络  19
    二议价博弈  19-20
    三相关符号  20-21
  第二节系统模型  21-23
    一网络模型  21
    二收益模型  21-23
  第三节频谱分配策略与算法  23-26
    一两用户条件下的BG-DSAS策略  23-24
    二 n用户条件下的BG-DSAS策略  24-25
    三基于BG-DSAS的频谱分配算法  25-26
  第四节性能分析  26-29
  第五节本章小结  29-31
第二章基于跨层议价博弈的资源优化分配策略  31-45
  第一节基本背景介绍  31-33
    一跨层设计  31-32
    二跨层博弈  32-33
    三数学符号  33
  第二节系统模型  33-36
    一网络模型  33-34
    二物理层约束  34-35
    三 MAC层约束  35
    四优化问题模型  35-36
  第三节 BPAA-CLBG分配算法  36-40
    一优化问题的对偶分解  36
    二 MAC层与物理层静态博弈分析  36-38
    三动态议价博弈分析  38-40
  第四节算法仿真及性能分析  40-43
    一物理层牛顿算法收敛性分析  40
    二 BPAA-CLBG算法收敛性分析  40-42
    三 BPAA-CLBG算法吞吐量分析  42-43
  第五节本章小结  43-45
第三章基于混合策略博弈的动态信道接入策略  45-53
  第一节存在问题  45
  第二节系统模型  45-47
    一网络模型  45-46
    二混合策略博弈模型  46-47
  第三节动态信道接入问题的OMS  47-49
  第四节数值分析  49-51
  第五节本章小结  51-53
第四章结论  53-55
  第一节本文工作总结  53
  第二节今后工作展望  53-55
参考文献  55-63
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  63-65
致谢  65-67
个人简历  67-69

基于博弈论的无线频谱资源优化管理研究

内容摘要

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