為了更好地提高認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中授權(quán)頻譜的利用率,并為系統(tǒng)用戶提供更高質(zhì)量的服務(wù),采用排隊(duì)博弈理論研究了混合overlay/underlay頻譜共享方式的優(yōu)化策略。面向認(rèn)知用戶建立了傳輸時(shí)間服從二相階超指數(shù)分布的排隊(duì)模型,并給出排隊(duì)模型穩(wěn)態(tài)分布的求解方法。基于收益—支出結(jié)構(gòu),研究了可視情形下認(rèn)知用戶的個(gè)體最優(yōu)策略及不可視情形下認(rèn)知用戶的納什均衡策略。以社會(huì)收益最優(yōu)及授權(quán)頻譜收入最大為目標(biāo),給出了認(rèn)知用戶使用授權(quán)頻譜的接入費(fèi)用。進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn),揭示了不同策略之間的內(nèi)在關(guān)系,并驗(yàn)證了收費(fèi)方案的合理性。通過將混合overlay/underlay頻譜共享方式下的社會(huì)最優(yōu)收益與overlay頻譜共享方式和underlay頻譜共享方式下的社會(huì)最優(yōu)收益進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)一步表明了混合overlay/underlay頻譜共享方式下的社會(huì)最優(yōu)策略能更加穩(wěn)定且高效地利用頻譜資源。 

【文章來源】：通信學(xué)報(bào). 2017,38(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)毗鄰狀態(tài)轉(zhuǎn)移率

D[T](E[T])。令*wU(q)0，可以解得最優(yōu)接入費(fèi)用*2*(D[](E[]))E2(1E[])CqTTkRCTqT(14)由于該費(fèi)用方案將社會(huì)收益完全轉(zhuǎn)移到費(fèi)用的征收方，因此，該方案也是頻譜收入最大化費(fèi)用方案。5數(shù)值實(shí)驗(yàn)本節(jié)通過數(shù)值實(shí)驗(yàn)揭示混合overlay/underlay頻譜共享下，認(rèn)知用戶到達(dá)率su及成功傳輸收益R對(duì)認(rèn)知用戶策略閾值及授權(quán)頻譜定價(jià)的影響，并通過優(yōu)化策略的對(duì)比說明該混合策略的優(yōu)越性。設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)如下：pu0.10，pu2.00，l1.00，h1.50，C4.00。以認(rèn)知用戶成功傳輸收益R16為例，圖2展示了可視情形下認(rèn)知用戶個(gè)體最優(yōu)策略閾值en、社會(huì)最優(yōu)策略閾值sn及頻譜收入最大化策略閾值mn隨認(rèn)知用戶到達(dá)率su增加的變化趨勢。圖2認(rèn)知用戶到達(dá)率su對(duì)策略閾值的影響圖2表明，隨著認(rèn)知用戶到達(dá)率su的增加，個(gè)體最優(yōu)策略閾值en恒定；社會(huì)最優(yōu)策略閾值sn階梯減��；頻譜入場收入最大化策略閾值mn階梯增加。當(dāng)認(rèn)知用戶掌握系統(tǒng)負(fù)載信息時(shí)，其決策只是取決于系統(tǒng)本身的性質(zhì)，并不受自身到達(dá)率的影響，因此，個(gè)體最優(yōu)策略閾值恒定�？紤]社會(huì)收益的構(gòu)成，一方面受到認(rèn)知用戶到達(dá)率的影響，另一方面受到認(rèn)知用戶逗留時(shí)間的影響。當(dāng)認(rèn)知用戶到達(dá)率較低時(shí)，較高的閾值可以提高認(rèn)知用戶的吞吐量，同時(shí)也能保證認(rèn)知用戶的逗留時(shí)間不會(huì)受到大的影響；當(dāng)認(rèn)知用戶到達(dá)率較高時(shí)，認(rèn)知用戶采用較小的策略閾值，認(rèn)知用戶的阻塞率有所增加，吞吐量也有所降低，但是可以大幅度地減少認(rèn)知用戶的逗留時(shí)間。因此，隨著認(rèn)知用戶到達(dá)率的增加，社會(huì)最優(yōu)策略閾值會(huì)減校不同于系統(tǒng)社會(huì)收益，頻譜收入主要取決于進(jìn)入系統(tǒng)的認(rèn)知用戶的數(shù)目及單個(gè)認(rèn)知用戶的接入費(fèi)用。為了最大化自身收入，當(dāng)認(rèn)?

的過度擁塞，造成整個(gè)社會(huì)的利益銳減，即個(gè)體最優(yōu)策略閾值偏離了社會(huì)最優(yōu)策略閾值。另一方面，授權(quán)頻譜為了最大化自身收入，往往會(huì)采取較高的價(jià)格，促使更多的認(rèn)知用戶止步離開，因此，頻譜收入最大化策略閾值不大于社會(huì)最優(yōu)策略閾值。值得說明的是，受到認(rèn)知用戶成功傳輸收益R及逗留費(fèi)用C的限制，隨著認(rèn)知用戶到達(dá)率的增加，社會(huì)最優(yōu)策略閾值的下限值與頻譜收入閾值的上限值趨于一致，均為E[]RCT。在圖2中體現(xiàn)為社會(huì)最優(yōu)策略閾值曲線與頻譜收入最大化策略閾值曲線重合。采用與圖2相同的參數(shù)配置，圖3展示了可視情形下社會(huì)最優(yōu)接入費(fèi)用sk及頻譜收入最大化接入費(fèi)用mk隨認(rèn)知用戶到達(dá)率su增加的變化趨勢。圖3認(rèn)知用戶到達(dá)率su對(duì)接入費(fèi)用的影響圖3表明，當(dāng)以社會(huì)收益為目標(biāo)函數(shù)時(shí)，sk隨認(rèn)知用戶的到達(dá)率su增加而階梯增加；以頻譜收入為目標(biāo)函數(shù)時(shí)，mk隨認(rèn)知用戶到達(dá)率su增加而階梯減少。在可視情形下，授權(quán)頻譜的接入費(fèi)用與策略閾值是負(fù)線性關(guān)系。結(jié)合圖2結(jié)果，隨認(rèn)知用戶到達(dá)率增加，社會(huì)最優(yōu)閾值階梯減小，造成認(rèn)知用戶的接入費(fèi)用增加；頻譜收入最大化閾值增加，導(dǎo)致認(rèn)知用戶的接入費(fèi)用降低。另外，圖3的結(jié)果表明社會(huì)最優(yōu)接入費(fèi)用不大于入場收入最大化接入費(fèi)用，即smk≤k。也就是說，如果以社會(huì)最優(yōu)為目的，接入費(fèi)用的實(shí)施是有意義的，而以頻譜收入最大化為目的，接入費(fèi)用的實(shí)施不能實(shí)現(xiàn)社會(huì)收益的最優(yōu)。以認(rèn)知用戶到達(dá)率su0.60為例，圖4展示了可視情形下3種策略閾值隨著認(rèn)知用戶成功傳輸收益R的變化趨勢。圖4認(rèn)知用戶成功傳輸收益R對(duì)策略閾值的影響圖4進(jìn)一步揭示了策略閾值之間的數(shù)值關(guān)系。另外，圖4也表明3種策略閾值均隨著認(rèn)知用戶成功傳輸收益R的增加而階梯

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Underlay認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)功率與允入控制優(yōu)化算法[J]. 任曉岳,陳長興.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2016(10)
[2]帶有組間切換的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)混合式信道分配策略及性能研究[J]. 金順福,解洪亭,趙媛.  通信學(xué)報(bào). 2013(12)



本文編號(hào)：3350263