本文關鍵詞：基于博弈論的頻譜分配算法研究

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【摘要】：認知無線電系統(tǒng)中的空閑頻譜共享主要涉及到主用戶系統(tǒng)間頻譜租借價格的博弈,認知用戶間共享主用戶空閑頻譜數量博弈競爭的問題。這其中博弈論作為分析決策問題的主要手段,近年來提出了許多基于博弈論的新的頻譜共享算法,但這些算法都存在局限性,像有的把認知用戶頻譜需求量看做定值、沒有分析頻譜差異性、沒有考慮主用戶系統(tǒng)頻譜使用率以及認知用戶的頻譜占用率對認知用戶系統(tǒng)效用的影響等�；谏鲜鰡栴},本文對現(xiàn)有的頻譜分配算法進行了改進。首先本文概述了認知無線電系統(tǒng)中頻譜共享和博弈論方面的研究現(xiàn)狀和意義,闡述了使用博弈論研究認知無線電系統(tǒng)中頻譜共享的可行性。其次基于博弈論的理論基礎,對主用戶之間的博弈問題采用了伯川德博弈模型進行研究,通過頻譜共享的相關算法,對主用戶系統(tǒng)間存在的價格博弈進行仿真分析,仿真分析的結果表明博弈最終收斂于納什均衡,這就證明了使主用戶效用達到最大的最佳策略集就是博弈雙方達到納什均衡,同時也證明了應用博弈論解決頻譜共享問題的有效性。再次由于主用戶空閑頻譜存在水平差異與垂直差異,針對現(xiàn)有算法中并沒有考慮到主用戶空閑頻譜水平差異的影響,因此本文提出了認知用戶頻譜喜好度的概念,用于表示主用戶頻譜的水平差異對認知用戶租借頻譜的影響,主用戶根據認知用戶頻譜喜好度的不同提出不同的頻譜價格,為了同時考慮主用戶頻譜使用率以及認知用戶頻譜占用率對認知用戶效用的影響,本文提出了改進的認知用戶效用函數和主用戶要價函數,將改進的主用戶要價函數與認知用戶效用函數結合構成改進的非協(xié)作式的頻譜分配算法,該算法能夠更好的體現(xiàn)公平性,從而讓認知用戶競爭到的主用戶空閑頻譜更適合其自身需求。理論分析和仿真實驗驗證了改進的非協(xié)作式頻譜分配算法的有效性。最后將非協(xié)作式博弈算法中認知用戶效用函數與主用戶要價函數與協(xié)作式博弈算法有機結合,提出了一種頻譜分配聯(lián)合算法。通過仿真表明本文提出的頻譜分配聯(lián)合算法比非協(xié)作式博弈算法在一定條件下更優(yōu),認知用戶總收益得到進一步增加。
【關鍵詞】：非協(xié)作式 協(xié)作式 博弈論 頻譜喜好度 效用函數
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的意義10
• 1.2 研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 認知無線電網絡的頻譜共享10-11
• 1.2.2 博弈理論運用于頻譜資源共享的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文各個章節(jié)的簡單介紹12-14
• 第2章 博弈論在認知無線電頻譜分配方面的應用14-22
• 2.1 博弈論的產生和發(fā)展14-15
• 2.2 博弈論的分類15-16
• 2.3 博弈論中的兩個經典模型16-18
• 2.3.1 古諾博弈(Cournot)模型16-17
• 2.3.2 伯川德博弈模型17-18
• 2.4 納什均衡18
• 2.5 博弈論頻譜共享的數學描述18-19
• 2.6 頻譜共享的系統(tǒng)模型和過程19-21
• 2.6.1 頻譜共享的模型19-20
• 2.6.2 認知無線電中頻譜分配過程20-21
• 2.7 本章小結21-22
• 第3章 基于博弈論的非協(xié)作式頻譜分配算法22-45
• 3.1 主用戶和認知用戶模型22-23
• 3.2 主用戶的效用函數和成本函數23-26
• 3.3 認知用戶間的博弈算法26-27
• 3.4 改進的非協(xié)作式認知用戶頻譜分配算法27-31
• 3.5 動態(tài)博弈過程中穩(wěn)定性的分析31-32
• 3.6 仿真分析32-44
• 3.7 章節(jié)小結44-45
• 第4章 基于協(xié)作式的認知用戶頻譜共享改進算法45-59
• 4.1 協(xié)作頻譜共享45-46
• 4.1.1 系統(tǒng)模型45
• 4.1.2 協(xié)作式博弈算法45-46
• 4.2 協(xié)作式博弈算法46-47
• 4.2.1 頻譜分配聯(lián)合算法46-47
• 4.2.2 納什討價還價解存在性條件47
• 4.3 聯(lián)合算法動態(tài)博弈分析47-48
• 4.4 聯(lián)合算法穩(wěn)定性分析48
• 4.5 仿真分析48-58
• 4.6 本章小結58-59
• 結論59-61
• 致謝61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文65

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本文編號：607742