认知无线网络中基于博弈论的动态频谱管理与算法研究

摘要

在无线通信技术飞速发展、无线业务需求日益增大、频谱“不足”与“浪费”并存的时代背景下,认知无线网络(Cognitive Wireless Network)被认为是解决频谱资源供求矛盾的核心架构之一,高效合理地进行频谱资源的管理与分配是其艰巨而紧迫的任务,不断提高频谱访问的有效性和可靠性是其分配研究的主旋律。
　　博弈论被认为是解决分布式资源竞争问题的最优解决方案,借鉴其优势为认知无线网络中策略选择提供指导并求解纳什均衡点,这对设计新型的频谱资源分配机制,提出可靠有效的频谱访问策略有重要意义。
　　本文在详细阐述认知无线网络及其动态频谱管理、分配技术的基础上,采用博弈方法进行了以下两方面的研究:
　　一、将经济活动中的预售机制引入动态频谱管理,提出基于预售机制的动态频谱管理(PS-DSM Presell-DSM)方案,方案最大化的发挥独立时间与空间单位上的各个网络主体的频谱索取量及计算能力各不相同的特性,最大化的追求频谱使用效用的增进。仿真结果表明,本方案能够加快算法的收敛周期,提高系统吞吐量[1]。
　　二、考虑未来认知无线网络特定区域中多频谱服务提供者和多认知用户共存的环境,研究提高动态频谱访问可靠性的负载均衡策略,运用空间拥塞博弈模型(SCG)并对其进行扩展分析,提出了基于空间拥塞博弈的自适应负载频谱分配算法,实验结果表明,本算法能够调控频谱需求竞争,提高信道利用率,达到改善频谱访问可靠性和均衡负载的效果[2]。

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第一章 绪论

1.1 立题背景及意义

1.2 当前研究现状

1.3 主要研究内容与创新

1.4 论文组织结构

1.5 本章小结

第二章 认知无线网络及其动态频谱管理综述

2.1 认知无线网络综述

2.2 认知无线网络动态频谱管理综述

2.3 本章小结

第三章 博弈论及其应用综述

3.1 博弈论定义、模型及分类

3.2 纳什均衡

3.3 利用博弈论分析认知无线网络

3.4 基于博弈论的频谱分配模型

3.5 本章小结

第四章 基于预售机制的动态频谱管理方案研究

4.1 PS-DSM系统模型

4.2 PS-DSM实现

4.3 BM环境下基于超模博弈的PS-DSM算法

4.4 仿真实验与性能分析

4.5 本章小结

第五章 基于空间拥塞博弈的自适应负载频谱分配算法研究

5.1 拥塞博弈与空间拥塞博弈

5.2 系统模型

5.3 基于空间拥塞博弈的自适应负载频谱分配算法

5.4 仿真实验与性能分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 不足与展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢