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不完全信息下认知无线网络频谱共享技术研究

作　者: 李亮
导　师: 郭伟
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 认知无线网络 频谱共享 不完全信息 贝叶斯均衡 讨价还价
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


网络资源的稀缺限制了现代无线网络的快速发展，由Mitola提出的认知无线电技术[1]可以一定程度上实现对频带、时隙等网络资源的有效利用，从而为各类通信业务提供更高的服务质量保障。考虑当认知用户检测和学习周围网络信息的实时性和准确性都不高的情况，本文从更贴近实际物理场景的认知无线网络出发，研究认知无线网络的智能终端设备与授权主网络用户之间的频谱共享技术，并给出了两个存在问题的解决方案。首先，本文将介绍不完全信息下认知无线网络场景中多个认知终端设备在系统中共享频谱资源的传输方案及系统的资源分配方案。基于认知无线网络中用户通信仍不确定的特点，本部分内容主要研究了当认知用户不能获取整个认知网络信息时的资源共享方案，且本方案以Bayesian均衡作为频谱共享方案的最终均衡结果。同时，本部分也给出了授权主网络空闲频谱资源不能满足认知无线网络的总通信需求时，即共享带宽有约束条件下分布式资源共享问题的解决方案。其次，本文将从授权主网络用户的角度发掘单边不完全信息下的网络资源定价方案，本方案目的在于激励两个网络达成一致资源共享协议。基于单边不完全信息序列讨价还价模型，本文分析授权主网络不能完全获取认知无线网络配置信息时，其通过估计认知无线网络系统的实际传输效益，最后完成一致性的频谱资源定价方案。不仅如此，本文也依据现代网络认知终端传输多样化数据类型信息的特点，基于“用户满意度”[22]，并在保证竞争公平的情况下，以提升整个网络系统的用户满意度为目的，给出认知无线网络中集中式频谱资源分配方案。最后，在分析研究认知无线网络资源调度方案基础，本文给出了未来认知无线网络资源分配模型的发展趋势，以及其重要的研究方向。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
缩略词表  11-12
符号列表  12-14
第一章 绪论  14-21
  1.1 研究背景  14-18
    1.1.1 认知无线网络频谱共享  14-16
    1.1.2 频谱共享面临的问题  16-18
  1.2 本文主要工作  18-19
  1.3 内容安排  19-21
第二章 博弈论及其在认知无线网络资源调度中的应用  21-30
  2.1 博弈论基础  21-25
    2.1.1 基于多寡头竞争的非合作博弈模型  22-23
    2.1.2 基于讨价还价的合作博弈  23-25
      2.1.2.1 基于完全信息讨价还价 Nash Bargaining 模型  24
      2.1.2.2 基于单边不完全信息序贯讨价还价模型  24-25
  2.2 博弈论在认知无线网络技术中的应用  25-29
    2.2.1 认知无线网络的基础技术  25-27
    2.2.2 博弈论的发展及其在认知无线网络中的应用  27-29
  2.3 本章小结  29-30
第三章 不完全信息下基于贝叶斯均衡的分布式频谱共享技术  30-48
  3.1 完全信息下分布式频谱分配方案  30-33
    3.1.1 认知无线用户的传输效益定义  30-32
    3.1.2 分布式频谱分配方案  32-33
    3.1.3 完全信息下频谱分配方案的弊端  33
  3.2 不完全信息下分布式频谱分配方案  33-37
    3.2.1 不完全信息的基本假设  33-34
    3.2.2 不完全信息的下频谱分配方案  34-37
  3.3 共享带宽约束条件下的频谱分配方案  37-41
    3.3.1 共享带宽约束条件下的频谱分配优化问题  37-39
    3.3.2 认知用户收益信息概率分布的基本假设  39-40
    3.3.3 共享带宽约束条件下的启发式频谱分配策略  40-41
  3.4 模型仿真  41-47
    3.4.1 无约束频谱共享方案的仿真  41-45
    3.4.2 共享带宽约束下的共享方案仿真  45-47
  3.5 本章小结  47-48
第四章 单边不完全信息下基于讨价还价的分布式频谱共享技术  48-64
  4.1 资源共享的物理场景  48-51
    4.1.1 实际物理场景的单边不完全信息特性  48-49
    4.1.2 认知无线网络的实际效益与主网络估计的效益  49-51
  4.2 单边不完全信息下基于讨价还价的频谱资源定价模型  51-56
    4.2.1 主网络基站的出价基本定理  52-54
    4.2.2 M 阶讨价还价模型的扩展  54-56
  4.3 共享带宽约束条件下基于 NASH BARGAINING 的资源分配方案  56-58
  4.4 模型仿真  58-62
    4.4.1 基本参数设置  58-59
    4.4.2 单边不完全信息下基于讨价还价的定价方案仿真  59-60
    4.4.3 基于 NASH BARGAINING 的认知网络的资源分配方案的仿真  60-62
  4.5 本章小结  62-64
第五章 结论  64-66
  5.1 本文的主要贡献  64
  5.2 下一步工作的展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-72
硕士期间取得的研究成果  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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