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基于非合作博弈的认知无线电功率控制算法

作　者: 张允
导　师: 邵世祥
学　校: 南京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 认知无线电功率控制非合作博弈纳什均衡干扰门限
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 64次
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内容摘要

近年来,随着通信技术的迅猛发展,固定频谱分配方式造成了频谱资源的短缺,许多宝贵的无线频谱资源经常空闲着,无法得到合理的利用,认知无线电技术可通过频谱共享的方式使授权用户与认知用户使用相同的授权频带进行通信,提高频谱利用率,缓解当前频谱资源匮乏的情况。在共享频谱时认知用户的发射功率会对授权用户的通信产生干扰,干扰程度直接影响到授权用户的通信质量,因此必须对认知用户进行严格的功率控制。本文通过博弈论方法,研究基于非合作博弈的认知无线电系统中的功率控制算法。首先介绍了基于非合作博弈的功率控制模型(NPG)和增加代价函数的非合作博弈功率控制模型(NPGP),并对它们进行了分析与比较。接着,针对NPGP模型不能保证认知用户公平共享频谱资源的缺陷,在原有的NPGP博弈模型基础上给出了改进的基于链路增益、非线性代价的非合作博弈功率控制模型NPGP-PG-NL,仿真分析表明该算法在发射功率和效用方面有一定的改善。最后,本文设计了一种新的基于干扰门限的非合作博弈的功率控制算法,该算法考虑到了对主用户干扰的情况。算法设计的效用函数与次用户容量以及每个次用户的发射功率有关,采用的基于干扰门限的代价函数引入了次用户对主用户干扰的相应限制,并兼顾了次用户之间的公平性。仿真结果表明该新算法可以在较低发射功率的条件下,仍具有较高的次用户效用,且具有较快的算法收敛速度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
缩略语  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 认知无线电的发展概况  11-12
  1.3 认知无线电的国内外研究现状  12-14
  1.4 本文主要研究内容及安排  14-16
第二章认知无线电概论  16-26
  2.1 认知无线电概念及应用  16-18
    2.1.1 认知无线电的定义  16-17
    2.1.2 认知无线电的应用  17-18
  2.2 认知无线电的特点和功能  18-20
  2.3 认知无线电网络  20-21
  2.4 认知无线电关键技术  21-25
    2.4.1 频谱感知  21-23
    2.4.2 频谱管理  23-24
    2.4.3 功率控制  24-25
  2.5 小结  25-26
第三章基于博弈论的认知无线电功率控制技术的研究  26-39
  3.1 博弈论简介  26-29
    3.1.1 博弈论定义及发展  26-27
    3.1.2 博弈论基本模型及分类  27-29
  3.2 认知无线电的博弈论分析  29-31
    3.2.1 基于博弈论的认知无线电分析  29-30
    3.2.2 基于博弈论的认知无线电功率控制分析  30-31
  3.3 基于非合作博弈的功率控制模型(NPG)  31-34
    3.3.1 NPG 模型  31-32
    3.3.2 NPG 博弈的纳什均衡存在性证明  32-34
  3.4 增加代价函数的非合作博弈功率控制模型(NPGP)  34-36
  3.5 NPG 模型与NPGP 模型性能比较  36-38
  3.6 小结  38-39
第四章改进的基于非合作博弈的功率控制算法  39-47
  4.1 改进的基于非合作博弈的功率控制算法  39-42
    4.1.1 效率函数的优化设计  39-40
    4.1.2 新的代价函数的设计  40-41
    4.1.3 NPGP-PG-NL 博弈模型及纳什均衡的存在性证明  41-42
  4.2 功率更新算法  42-43
  4.3 算法仿真分析  43-46
  4.4 小结  46-47
第五章新的基于干扰门限的非合作博弈功率控制算法  47-56
  5.1 引言  47-48
  5.2 系统模型  48-49
  5.3 纳什均衡唯一性证明  49-51
  5.4 功率控制算法  51-52
  5.5 算法仿真分析  52-55
  5.6 小结  55-56
第六章总结与展望  56-58
  6.1 全文工作总结  56-57
  6.2 下一步的研究和展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位期间发表的论文  62

基于非合作博弈的认知无线电功率控制算法

内容摘要

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